简述转盘奇妙转盘

有一种陀螺，它的白色顶面上画了一个简单又奇怪的圆形图案（如图3所示），一半是黑色，另一半有几段黑色的弧线，可是，当它转动起来的时候，如果转速合适，你会惊奇的发现，颜色不断变动，出现一圈圈的彩虹，这种现象被称为费希纳颜色效应。这也是一个光学实验，可以帮助同学们从另外一个角度认识白光的组成，以及探索生理光学的奥秘。
本文介绍一种利用电子知识制作的光学实验盒，开关、转速、方向可以随意控制，便于仔细观察实验结果和精确调整实验条件，适合中小学生课外自己动手制作。
1 电路设计
要制作的光学实验盒需要一个小型直流电机充当动力，小型干电池充当电源；要求电机的转速稳定，并且在一个较大的范围内可以方便地调节，因为在不同的转速下观察到的实验现象不同，对于某些实验还要求有反向转动的功能。为了具备这些功能，笔者设计了如图1所示的一段电路。
（1）集成块AN6651为马达稳速集成块，是本电路的核心元件，常用于小型录音机、复读机的机芯单元电路，可替代产品请查阅集成电路手册。 ①脚接电源；②脚控制端，电位的高低影响电机的转速；③脚接地；④脚输出端接电机。
（2）选用D/V

4.0小型直流电机。

（3）电阻R1、R2、R3这几个电阻值的大小共同影响着②脚的的电位，即影响电机的转速，R3为电位器（可变电阻），通过转动旋钮可以方便地调整转速。为了在更大范围内调整转速，可以再串联定值电阻R2，通过R2的接入与否，改变②脚④脚之间的电阻值。②、④之间的电阻值愈大，电机转速愈低，如果②、④之间短路，转速将达到最大值。
（4）单排拨动开关S1控制电源通断，单排拨动开关S2进行高低档转换，双排拨动开关S3控制电机的转动方向。
（5）电源由4节7号或5号电池串联组成，10 μF电解电容电源进行滤波。
2 材料准备
（1）按电路图中所示来装配元件，其型号依据电路图中的标示及设计说明来装配，最好买小功率的。
（2）印刷电路板，应根据实际安装位置的大小裁切。
（3）电池盒，市场上的电池盒一般可以装两节电池，可买两个。
以上3种材料都可以方便地从电子市场买到，合理，也可以从废学位论文参考文献格式www.618jyw.com
旧电子设备上拆卸，重复使用。
（4）两个空磁带盒做外壳，尽量用新的，便于观察。
（5）用较厚的白纸做一些圆形卡片，卡片直径为5 cm，卡片的图形、颜色根据实验的需要自己设计。
3 安装
实验材料准备好后，就可以尽情体验自制实验的乐趣了。所有元件安装在两个透明的磁带盒内，磁带盒1安装电路元件如图2所示，是实验盒的控制部分；磁带盒2安装转盘和备用卡片如图3所示，是实验盒的观察部分。最后组装的时候把两个磁带盒用螺丝连接在一起。

3.1 电路元件的安装

（1）除电机、电池盒外的所有元件焊接在电路板上。
（2）电路板、电池盒要分别用两条螺丝固定在磁带盒1上，同时螺丝要穿过磁带盒2 把两个磁带盒固定住，电机用螺丝固定在磁带盒2上。
（3）磁带盒1要在安装拨动开关、调速电位器的位置切割出适当大小的长方形豁口，在安装电机的位置掏出比电机稍大的圆形孔。
安装位置参考图2和图5，图中未标注的元件（电阻、电容、集成块）可以自己在电路板上选合适的位置，然后，用导线按电路图连接（用电烙铁焊接时位置要准确）。

3.2 转盘部分安装

所有的电路元件都已安装在磁带盒1中，笔者迫切地想实验。装好电池，关闭磁带盒1的盖子，打开电源开关，会听到吱吱的响声。可是在磁带盒2中只是露出一段短短细细的电机轴在那里孤独地转动，怎样用它拖动卡片转动，这是一个难题。
实验需要这样一个转盘：它的一端恰好能插在电机轴上，让电机带它转动；另一端能固定卡片。这样的转盘电子市场上不可能买到，只能自己设计。从旧录音机上可以拆下1个皮带轮，带轮的中间有1个小孔，恰好插入电机的轴，形成过盈配合。同时带轮的上方还可以放进1个小螺母，用塑料胶固定，然后再粘贴1个有一定硬度的塑料圆盘，如图4所示。待粘结牢固后，整体插在电机轴上，如图5所示。
4 实验
这样一个精巧的小盒子，可以用它做哪些实验呢？首先，做1张卡片：把1个圆3等分，分别涂上红、绿、蓝3种颜色，在卡片的中间刺一个小孔，然后把这个卡片安装在转盘上，用螺丝固定，注意一定要关闭磁带盒2的盖子，这样才能保证安全。拨动电源开关，发现卡片转动以后，不再是红、绿、蓝3种颜色，在转速由慢到快的变化中，颜色会由灰到白进行转变，转速越快越接近白色。出现这种现象的原因是“视觉暂留”原理，人眼在某个视像消失后，仍可使该物像在视网膜上滞留0.1～0.4 s左右，如果转盘转动的频率达到24 Hz，就会像放电影一样把间断的图像连续起来。也就是说，如果卡片转得足够快，就会把红绿蓝3种色光叠加起来，变成白光。还可以画其它颜色的卡片，比如，红蓝两色各占一半的圆形卡片，看转动起来后会变成什么颜色。
再用光学实验观察黑白陀螺的旋转现象。黑白图案画在卡片上，安装卡片。起初，转盘飞快地转动，卡片上的图案变成了许多同心圆，缓慢调节转速，会惊奇地出现一圈圈美丽的彩虹。
如果对绘画感兴趣的话，还可以画一些分解动作的图案，充分发挥你的想象，展示出更多奇妙的动画效果。