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Das Colour Mixer Kit von Unilab




colour mixer

 
Beschreibung

Dieses robuste und attraktive Gerät besteht aus 6 großen, superhellen LEDs (2 rot, 2 grün, 2 blau), deren Helligkeit verändert werden kann. Je 3 LEDs sind auf einem stabilen Ständer ringförmig angeordnet. Mit der Wahl der inneren oder äußeren LEDs sind eine Vielzahl interessanter Versuche möglich.

Das Colour Mixer Kit enthält

  • den Colour Mixer

  • die Colour Mixer Control Box*

  • das Netzteil zur Spannungsversorgung (5V 1A DC)

  • einen lichtundurchlässigen, weißen Schirm

  • einen schwarzen Schirm mit Apertur

  • einen durchsichtigen Schirm mit eclipse disc

*Die Colour Mixer Control Box verfügt über einen Dreipositionenschalter, um die LEDs einzuschalten: innen - aus - außen. Mithilfe der drei Drehknöpfe wird die Helligkeit der einzelnen LEDs eingestellt. Das Display zeigt die eingestellten Helligkeitswerte in Prozent an.

--> Preisinfo

 

Grundlagen der Farbmischung

Die Art und Weise, wie wir Licht wahrnehmen, erlaubt uns zwei oder mehr Farben miteinander zu mischen, um weitere Farben daraus hervorgehen zu lassen. Aber, aus der Mischung von Lichtfarben gehen nicht dieselben Farben hervor wie aus der Mischung von Druckfarben oder Farbstoffen. Das rührt daher, dass es zwei grundverschiedene Typen der Farbmischung gibt: additive und subtraktive Farbmischung (Farbsynthese).

Warum erscheinen überhaupt Dinge farbig?

Bekanntlich enthält weißes Licht alle Farben des Spektrums. Ein Gegenstand der „grün“ erscheint, absorbiert einfach alle Farben des Spektrums mit Ausnahme der Farbe Grün. Diese wird reflektiert und gelangt an unser Auge.

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Rot, Grün und Blau werden gewöhnlich als die Primärfarben des Lichts bezeichnet. Wenn Licht unterschiedlicher Farbe miteinander gemischt wird, addieren sich die Intensitäten der Lichtfarben. Dies kann dort beobachtet werden, wo die farbigen Lichtkreise überlappen.

Wie auf der Abbildung links zu sehen, ist der gelbe Bereich, der aus der Mischung von Rot und Grün hervorgeht, heller als der rote und der grüne Bereich. Weißes Licht entsteht an der Stelle, wo alle drei Primärfarben überlappen. Man kann, wenn auch nicht alle, so doch sehr viele Farben bekommen, indem man die Intensität der einzelnen Lichtquellen verändert.

Fernsehbildschirme und PC-Monitore arbeiten nach den Prinzipien additiver Farbmischung.

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Die Primärfarben von Druckfarben und Farbstoffen heißen: Cyan, Gelb und Magenta. Manchmal werden sie auch subtraktive Primärfarben genannt, weil sie von dem auftreffenden Licht bestimmte Farben  „subtrahieren“, d.h. wegnehmen. Man kann diese Subtraktion mit der Wirkung von Absorptionsfiltern vergleichen.

Stellen Sie sich etwas Farbe auf einem weißen Blatt Papier vor. Das Papier reflektiert zwar alle Farben, aber die blaue Farbe subtrahiert bzw. absorbiert das rote Licht.

Wenn die subtraktiven Primärfarben miteinander gemischt werden, gehen daraus die drei additiven Primärfarben hervor.

Magenta + Gelb = Rot

Cyan + Gelb = Grün

Cyan + Magenta = Blau

Dieser Zusammenhang zwischen den subtraktiven Primärfarben (Druckfarben) und den additiven Primärfarben (Lichtfarben) hat zu der Entwicklung des Natürlichen Farbsystems (NCS = Natural Color System) in Industrie, Film und Druck geführt.

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Auf der Abbildung links ist angedeutet, wie die Druckfarbe Cyan das rote Licht absorbiert und blaues und grünes Licht reflektiert (was bei additiver Farbmischung Blau ergibt). Die Farbe Gelb absorbiert blaues Licht und reflektiert grünes und rotes Licht. Wenn man nun die beiden Farben Cyan und Gelb miteinander mischt, wird (wegen Gelb) sowohl das blaue als auch (wegen Cyan) das rote Licht absorbiert. Das einzige Licht, das von beiden nicht absorbiert, sondern reflektiert wird, ist das grüne Licht. Aus diesem Grund erscheint die Mischung aus beiden: grün. 

Daraus wird auch deutlich, warum man dies als subtraktive Farbmischung bezeichnet, obwohl doch  Druckerfarbe oder Farbstoffe miteinander gemischt, gewissermaßen „addiert“ werden:

Das gefärbte Medium absorbiert (oder subtrahiert) bestimmte Farben. Wenn Farben miteinander gemischt werden, bleiben in der Mischfarbe die Absorptionseffekte der Ausgangsfarben erhalten.

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Versuch: Einfärbung einer Oberfläche

Für diesen Versuch benötigen Sie:

  • den Colour Mixer

  • die Control Box mit Netzteil

  • den weißen Schirm

  • einen etwas abgedunkelten Raum

  • Transparentpapier

  • Tesafilm


Schließen Sie den Colour Mixer an. Stellen Sie den Dreipositionenschalter auf inner. Setzen Sie die Helligkeit aller drei LED-Farben zurück auf 0%. Positionieren Sie den weißen Schirm vor den Colour Mixer in einer Entfernung von etwa 1,2m. Befestigen Sie nun ein rechteckiges Stück Transparentpapier am Colour Mixer, so dass gerade nur die inneren LEDs abgedeckt werden. Es dient zur Streuung des Lichts, das von den inneren LEDs ausgeht.

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Die Schüler sollten so sitzen, dass sie freie Sicht auf den weißen Schirm haben. Fragen Sie nun die Schüler, welche Farbe der Schirm hat. Sie werden wahrscheinlich weiß oder grau vorschlagen, in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen in der Umgebung. Sie könnten natürlich weiterfragen, was das eigentlich bedeutet: weiß (-> alle Farben).

Drehen Sie nun die rote LED auf 100% und dann wieder runter auf 0%. Tun Sie dasselbe mit der blauen und der grünen LED.

Lassen Sie die Schüler beschreiben, was Sie gesehen haben. Versuchen Sie sie zu einer Aussage hinzuführen wie: Die Farbe des Schirms hängt ab von Farbe des Lichts, die er reflektiert. 

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Versuch: Additive Farbsynthese

Für diesen Versuch benötigen Sie die gleiche Ausstattung wie beim letzten Versuch, später dann noch den schwarzen Schirm mit Aperturblende.

Stellen Sie den Wahlschalter auf inner ein und setzen Sie die Helligkeit aller LEDs auf 0% zurück.

Drehen Sie nun die rote und die grüne LED auf 100%. Lassen Sie die Schüler beschreiben, was Sie sehen und weisen Sie sie darauf hin, dass nur rotes und grünes Licht auf den Schirm fällt. Tun Sie dasselbe mit der Kombination Rot-Blau. Das Ergebnis der Mischung heißt: Magenta.

Rot, Grün und Blau werden gewöhnlich als Primärfarben des Lichts bezeichnet. Alle anderen Lichtfarben ergeben sich aus der wahrgenommenen Mischung aus diesen Primärfarben. Cyan, Magenta und Gelb werden als Sekundärfarben bezeichnet.

Fragen Sie nun die Schüler, was sie zu sehen erwarten, wenn alle drei Farben auf den Schirm treffen. Drehen Sie nun alle drei LEDs zunächst auf 100% und justieren Sie dann die Helligkeitsverhältnisse so, dass die Mehrzahl der Schüler darin übereinstimmen wird, dass der Schirm weiß erscheint. Stellen Sie zur Diskussion, warum ggf. nicht alle einer Meinung sind und führen Sie die Schüler zu der Erkenntnis hin, dass die individuelle Wahrnehmung bei jedem etwas unterschiedlich ist (selbst dann, wenn keiner darunter ist, der farbenblind ist), auch die Tatsache, dass jeder den Schirm aus einem anderen Winkel sieht, spielt eine Rolle. Setzen Sie nun die LEDs zurück auf 0% und schalten Sie den Wahlschalter um auf outer. Das Licht dieser LEDs ist nicht diffus und ergibt ein helleres Bild auf dem Schirm. Stellen Sie nun den schwarzen Schirm vor den Colour Mixer (Entfernung etwa 0,3m). Drehen Sie nun alle LEDs auf 100%. Lassen Sie die Schüler beschreiben und erklären, was sie sehen.

Ebenfalls auf der mitgelieferten CD:

Interaktive PowerPoint-Sequenzen
zur Theorie der Farben

     von Don Evans

bonus software

 
 

Quelle: Unilab Colour Mixer Kit, Notes for Use

 

Auf der im Colour Mixer Kit enthaltenen CD werden außerdem folgende Versuche beschrieben:

  • Kann man die Farbe eines Gegenstands verändern?

  • Alle Dinge in Schwarz-Weiß sehen

  • Können Schatten farbig sein?

  • Geheimschrift mit farbigen Buchstaben

Darüberhinaus werden folgende Themen behandelt: 

  • Weiterführende, knifflige Fragen zu Farben

  • Theorien des Farbensehens


Sie benötigen weitere Informationen zum Colour Mixer oder weitere Anregungen für den Einsatz des Colour Mixer Kits in Ihrem Unterricht? Senden Sie uns einfach eine Nachricht.

Wie Sie das Colour Mixer Kit bei uns bestellen können, erfahren Sie unter Bestellung.

 

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