功能、作用介紹：
本作品是為解決普通物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)際問題而研制的。普通物理幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，透鏡焦距測量、自組顯微鏡望遠(yuǎn)鏡等實(shí)驗(yàn)光源多采用鎢燈光源，價(jià)格相對比較昂貴，且電源易壞，發(fā)熱高，不節(jié)能。并且，采用鎢燈作為背景光源，照亮物屏，成像存在像差。
目前國內(nèi)的色度學(xué)實(shí)驗(yàn)主要采用鎢燈作為光源。 傳統(tǒng)的加法混色實(shí)驗(yàn)是以鎢燈為光源，將光分成三路，或使用三個(gè)鎢燈光源，分別透過紅、綠、藍(lán)三基色濾光片，形成紅、綠、藍(lán)三路光，再經(jīng)光闌及成像透鏡會聚在一起 。實(shí)驗(yàn)所需光學(xué)元件多，光路較復(fù)雜。
本作品包括兩部分：高功率陣列型白光LED光源和色度演示實(shí)驗(yàn)儀。
(一)高功率陣列型白光LED光源：可用于幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)。
該光源直接用LED排布陣列作為物體，使得物體本身發(fā)光，無需背景光源照亮，實(shí)現(xiàn)光源與物的結(jié)合，成像效果好。LED環(huán)保、節(jié)能，可兼容數(shù)字控制，成本低，散熱小。
“F”形單色LED陣列光源，采用 “5v 1A”的手機(jī)充電器作為工作電源，即可直接接于220v交流，提供穩(wěn)定電流，保證光源的穩(wěn)定性。高功率白光LED陣列光源，箭頭形陣列排布，電源可直接接于220V交流，亮度可控。
利用二次成像法測量薄透鏡焦距，普通鎢燈和物屏結(jié)合，像差明顯。單色和高亮度白光LED陣列光源，作為“發(fā)光物體”，實(shí)現(xiàn)了光源與物的結(jié)合，成像效果較好。且高功率白光LED陣列光源亮度強(qiáng)，可在明室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(二)LED色度演示實(shí)驗(yàn)儀：可獨(dú)立進(jìn)行加法、減法混色實(shí)驗(yàn)以及熒光實(shí)驗(yàn)。
選用新型的三基色LED作為光源(該光源將紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED芯片封裝在一起，通過電源控制，既可以分別點(diǎn)亮也可以同時(shí)點(diǎn)亮兩個(gè)或三個(gè)LED)，并制作了三路獨(dú)立可調(diào)恒流驅(qū)動(dòng)電源，可進(jìn)行加、減法混色和藍(lán)光激發(fā)熒光的實(shí)驗(yàn)演示。
三基色LED是將紅、綠、藍(lán)三個(gè)LED封裝在一起的共陽極結(jié)構(gòu)。可獨(dú)立控制紅、綠、藍(lán)三個(gè)LED的開關(guān)，并能通過分別調(diào)整每一路電流的大小，來控制每個(gè)LED的發(fā)光強(qiáng)度。電源供電電壓為交流220V±10%，驅(qū)動(dòng)電壓輸出為直流，小于5V，具體電壓由LED壓降決定，驅(qū)動(dòng)電流調(diào)節(jié)范圍：0-20mA。單路五圈電位器可連續(xù)調(diào)節(jié)，電流調(diào)整率小于0.1%。使用環(huán)境：0-50℃干燥無腐蝕氣體環(huán)境。
1 加法混色的實(shí)驗(yàn)演示
將乒乓球作為混色實(shí)驗(yàn)的混色裝置。 在乒乓球上鉆一個(gè)直徑恰好等于三基色LED光源大小的孔，使三基色LED插入到乒乓球內(nèi)固定住。 LED發(fā)出的光，經(jīng)乒乓球內(nèi)壁漫反射后，均勻混色。
調(diào)節(jié)通過紅、綠、藍(lán)LED的電流強(qiáng)度，可改變紅、綠、藍(lán)三基色LED顏色的配比，得到不同顏色的光。 例如：紅、綠LED以不同配比可得到黃綠色、綠黃色、黃色、橙色。
2 減法混色的實(shí)驗(yàn)演示
紅、綠、藍(lán)三基色LED發(fā)出的光，經(jīng)乒乓球勻光混色，得到白光，照射到濾光片，觀察減法混色實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 白光經(jīng)過濾色片后，得到不同顏色的光。
3 熒光的實(shí)驗(yàn)演示
用黃色和桔黃色熒光筆涂色在白紙條上，制成黃色和桔黃色熒光紙， 在乒乓球垂直入光孔處再鉆一個(gè)較大的孔，將黃色和桔黃色熒光紙分別放入乒乓球內(nèi)，且正對光源，使藍(lán)光LED發(fā)出的光大部分直接照射到熒光紙上，可觀察熒光激發(fā)現(xiàn)象。
作品名稱：多功能LED色度演示儀
完成單位：南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心
