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光影調色盤~彩色影子的光影交錯與混色

誰說影子永遠是黑的,透過光的交錯與混色,影子也能回春,變成彩色的!光影調色盤~彩色影子的光影交錯與混色

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2019-10-25 13:12:15 最後編修
2018-09-29 16:10:43 By zfang
 

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這篇彩色影子在2016年11月就寫好了,已經刊登在科學少年實驗遊樂園了。現在才發現還沒放在網路上,難怪要用的時候估狗不到~~

此處放的是我的初稿,跟科少美編潤稿後不太一樣,美編後版面很漂亮。

 

誰說影子永遠是黑的,透過光的交錯與混色,影子也能回春,變成彩色的!

小朋友第一次看到影子,總是會覺得很奇怪:怎麼有個黑黑東西一直跟著自己。長大後就知道,只要有光就有機會看到影。這時候不僅不害怕,反而樂得玩起影子遊戲呢。甚至能以出神入化的方式,透過改變距離、角度與雙手交疊來控制影子大小形狀。

因為有光,所以能看到多彩的世界,也因為有光,所以會有影。當多彩的光與影結合,是否也會產生多彩的影呢?「彩色」還可以稱為「影子」嗎?李白的月下獨酌提到:「舉杯邀明月,對影成幾人?」影子只能有一條嗎?怎樣才能製造多個影子?影子又要如何才能由黑白變彩色呢?

之前用了很多色素顏料來做色彩遊戲,這回的實驗遊樂園,我們用光來調色,一起動手找找彩色影子吧!

 

 

實驗材料

黑暗的房間、三個小手電筒、藍紅綠色玻璃紙、橡皮筋、玩偶模型、白色海報背板

[準備工作]在手電筒前端分別包上紅色、綠色、藍色玻璃紙,就能照出紅光、綠光和藍光。若手電筒的光較強,可以增加玻璃紙厚度,二層效果較佳。

實驗步驟

[影子的大小形狀與光源的關係]

1. 打開未包玻璃紙的手電筒,照向人偶,牆上是否出現影子?影子是什麼顏色?

2. 固定手電筒與牆面距離,改變人偶與燈光距離,影子大小怎樣變化?改變手電筒角度,觀察影子、人偶和燈光的相對位置。

 

 

[彩色影子]

1. 將手電筒前端包上紅色玻璃紙。紅光下,人偶的影子是什麼顏色?改用綠光或藍光,影子還是黑色嗎?

 

2. 打開另一個包藍色玻璃紙的手電筒,此時牆面出現幾個影子?影子顏色有改變嗎?調整二手電筒的距離與夾角,慢慢讓影子疊合,仔細觀察影子顏色、深淺的變化。

 

3. 將紅光放右邊,藍光放左邊,輪流切換開關,注意二個影子顏色變化?找出二個影子分別是由哪道光控制的。為什麼影子會是這個顏色?改用其他色光試試。

4. 如果在手電筒前端同時疊上紅色與藍色玻璃紙,這時候產生的光影變化還會跟前面相同嗎?為什麼會這樣?

5. 如果一個是綠光,另一個則是原本手電筒的白光,影子還會是彩色嗎?

 

6. 二盞都是綠燈呢?出現什麼顏色的影子?

 

[光影變幻]

1. 同時將紅光、綠光、藍光照射在人偶上,在牆面投影出幾個影子?影子是什麼顏色?調整角度與移動人偶,仔細觀察影子疊合處的變化,你最多能創造出幾種顏色?

 

 

[延伸操作]

如果手邊還有其他顏色的玻璃紙,試試不同色光下的光影變化?當背景海報板顏色不同時,產生的光影變化又是怎樣呢?這樣的彩色影子可以有什麼應用或創作?改變手電筒距離與角度,創造出特別的光影造形。

 

 

實驗解果與原理

直線前進的光被不透明物體阻擋,在物體背後沒有被光照到的區域就會形成「影」。

影子是黑的嗎?當周圍光線比較弱的時候,亮與暗的對比使我們覺得影子是黑色,不管光是什麼顏色,一道光源在障礙物後產生的影子都是相對暗的。

什麼情況下,影子才會有顏色?光通過半透明有顏色的物體,就會產生有顏色的影子。或是當光源不只一道,影子被其他色光照射就會有顏色。例如當紅燈、藍燈同時打開的時候,就會出現彩色影子,一個藍色,一個紅色。將二個彩色影子慢慢靠近,彩色影子疊合後變黑,就像平常看到影子,代表光都被遮住了。

 

只開紅燈,產生黑影子1

 

只開藍燈,產生黑影子2。

 

同時開兩個燈的時候,紅光照亮影子2,影子2變成紅色。影子1 則被藍光照亮變成藍色。背景則被混色成洋紅色。

 

如果更多手電筒,例如使用紅綠藍三種色光,影子還會產生青、黃、洋紅的顏色變化,這是色光疊合。「紅綠藍RGB」是光的三原色,所有的光線都可以用「紅綠藍」三種光線相互疊加而成,藍光產生的影子被紅光與綠光同時照射,影子就變成黃色。

紅綠藍不同色光組合,當三種色光強度一致時,就混合成白光。

 

照在模型上就變成彩色影子。

 

只是把紅色和綠色玻璃紙疊在一起,手電筒並不會發出黃光,反而變更暗。這是因為紅色玻璃紙只讓紅光通過,而紅光卻不能通過綠色玻璃紙,因此就變暗了。

 

 

 

END

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