显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法以及装置制造方法及图纸

本公开是关于一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法、装置、电子设备以及存储介质。其中，该方法包括：录制并生成焰色反应实验的标准操作视频，获取待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量，并分别在预设的金属离子与焰色反应颜色表中查找各金属离子焰色反应时的火焰颜色，将所述火焰颜色按照各金属离子含量的比例进行光学混合，生成待观察焰色反应溶液中金属离子的焰色反应的火焰颜色，将所述火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号，并在用户显示设备上显示。本公开可以通过生成焰色反应火焰颜色与焰色反应标准操作视频的融合实现对焰色反应的仿真模拟教学。

Teaching method and device for simulating chemical experiment showing flame reaction

The present disclosure relates to a teaching method, apparatus, electronic equipment and storage medium for a simulated chemical experiment displaying flame color reaction. The method includes: recording and generating standard operation video of flame color reaction experiment, acquiring the kinds and contents of metal ions in the flame color reaction solution to be observed, and searching the flame color of each metal ion in the preset color table of flame color reaction, according to the flame color. The proportion of metal ion content is optically mixed to produce flame color of metal ion flame reaction in flame reaction solution to be observed. The flame color is fused with flame position in standard operation video to generate video signal showing flame color reaction, which is displayed on user display device. The present disclosure can realize simulation teaching of flame color reaction by generating fusion of flame color reaction and standard operation video of flame color reaction.

【技术实现步骤摘要】
显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法以及装置
本公开涉及计算机
，具体而言，涉及一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质。
技术介绍
焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。其原理是当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波长在可见光范围内(波长为400nm～760nm)，因而能使火焰呈现颜色。但由于碱金属的原子结构不同，电子跃迁时能量的变化就不相同，就发出不同波长的光，从焰色反应的实验里所看到的特殊焰色就是光谱谱线的颜色.每种元素的光谱都有一些特征谱线,发出特征的颜色而使火焰着色，根据焰色可以判断某种元素的存在。对用户进行焰色反应教学，可以使用户更加直观的感受焰色变化，对焰色反应又更深刻的理解。然而，由于焰色反应要用到酒精灯或本生灯等危险化学实验用品，且一些金属溶液在火焰上灼烧时，会产生有害气体，对现场观察者来说有一定的危害。同时，由于现场试验教学会收到空间和时间的限制，不能使更多数量的用户随时感受到焰色反应教学实验，达到的教学效果有限。在现有技术中，CN201120469565.6公开了一种焰色反应展示装置，由无锈铁丝螺旋盘和一次性注射器组成，该技术的优点是：通过推射注射器可以将所述注射器内的液体传到螺旋盘上进行焰色反应的观察，结构简单，但是所述使用新型并仍需要现场实验，不能实现焰色反应实验的离线模拟；CN201610736595.0公开了一种新型焰色反应教具，是对常见的打火机结构的改进，将焰色反应常用的酒精灯更换为甲醇溶液，由于甲醇燃烧时火焰焰色更透明，有利于焰色反应火焰颜色观察，该专利技术是对焰色反应装置的改进，不能解决焰色反应危险性较高的问题；CN201620825392.X公开了一种焰色反应增强演示器，包括国通管道顺次相连的供氧装置、抽气装置和燃烧杯，所述专利技术对焰色反应的装置改进，一定程度上提高了实验的安全性，但是仍是现场实验观察，不能摆脱现场实验的局限性。因此，需要提供一种或多种至少能够解决上述问题的技术方案。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。根据本公开的一个方面，提供一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法，包括：标准视频录制步骤，录制并生成焰色反应实验的标准操作视频；火焰颜色查找步骤，获取待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量，并根据所述各金属离子的种类及含量分别在预设的金属离子与焰色反应颜色表中查找各金属离子焰色反应时的火焰颜色；火焰颜色生成步骤，将所述待观察焰色反应溶液中各金属离子焰色反应时的火焰颜色按照所述待观察焰色反应溶液中各金属离子含量的比例进行光学混合，生成待观察焰色反应溶液中金属离子的焰色反应的火焰颜色；视频融合步骤，将所述火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号，并在用户显示设备上显示。在本公开的一种示例性实施例中，所述火焰颜色生成步骤，包括：各金属离子焰色反应时的火焰颜色，生成所述火焰颜色对应的RGB信息；根据各所述火焰颜色对应的RGB信息，按照待观察焰色反应溶液中各金属离子含量的比例进行叠加计算，生成待观察焰色反应火焰颜色对应的RGB信息；根据所述待观察焰色反应火焰颜色对应的RGB信息，生成对应的颜色代码，所述颜色代码代表所述待观察焰色反应火焰颜色。在本公开的一种示例性实施例中，标准视频录制步骤，包括：使用清洁的铂丝在稀盐酸中蘸洗；将所述铂丝置于酒精灯的火焰里灼烧，直至火焰颜色与酒精灯原火焰颜色一致；使用所述铂丝蘸取蒸馏水；将所述铂丝再次置于酒精灯的火焰里灼烧，以得到透明色的火焰，将具有透明色的火焰的视频作为标准操作视频。在本公开的一种示例性实施例中，视频融合步骤，包括：根据所述火焰颜色与预设火焰形状，生成焰色反应中火焰的动态图像；将所述标准操作视频中透明色的火焰区域图像用所述焰色反应中火焰的动态图像代替，生成显示焰色反应的视频信号。在本公开的一种示例性实施例中，视频融合步骤，包括：使用python中的Image.blend()接口将所述标准操作视频中火焰区域图像用所述焰色反应中火焰的动态图像进行融合。在本公开的一种示例性实施例中，火焰颜色查找步骤之前，所述方法还包括：输入框设置步骤，在用户显示设备中设置参数输入框界面，以使用户在所述参数输入框中输入待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量。在本公开的一种示例性实施例中，所述视频融合步骤，包括：判断所述待观察焰色反应溶液中是否包含钾离子；若包括，增加透过蓝色钴玻璃观察真实焰色反应的步骤；将所述真实焰色反应中显示的火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号。在本公开的一种示例性实施例中，所述标准视频录制步骤，包括：根据待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类，生成各金属离子焰色反应信息，所述反应信息包括：金属离子种类信息、金属离子焰色反应颜色信息及金属离子焰色反应颜色光谱信息；根据所述各金属离子焰色反应信息，生成对应的教学讲解音频信号。在本公开的一个方面，提供一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学装置，包括：标准视频录制模块，用于录制并生成焰色反应实验的标准操作视频；火焰颜色查找模块，用于获取待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量，并根据所述各金属离子的种类及含量分别在预设的金属离子与焰色反应颜色表中查找各金属离子焰色反应时的火焰颜色；火焰颜色生成模块，用于将所述待观察焰色反应溶液中各金属离子焰色反应时的火焰颜色按照所述待观察焰色反应溶液中各金属离子含量的比例进行光学混合，生成待观察焰色反应溶液中金属离子的焰色反应的火焰颜色；视频融合模块，用于将所述火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号，并在用户显示设备上显示。在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。本公开的示例性实施例中的显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法，录制并生成焰色反应实验的标准操作视频，获取待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量，并分别在预设的金属离子与焰色反应颜色表中查找各金属离子焰色反应时的火焰颜色，将所述火焰颜色按照各金属离子含量的比例进行光学混合，生成待观察焰色反应溶液中金属离子的焰色反应的火焰颜色，将所述火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号，并在用户显示设备上显示。一方面，由于基于真实的焰色反应实验操作生成的标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法，其特征在于，所述方法包括：标准视频录制步骤，录制并生成焰色反应实验的标准操作视频；火焰颜色查找步骤，获取待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量，并根据所述各金属离子的种类及含量分别在预设的金属离子与焰色反应颜色表中查找各金属离子焰色反应时的火焰颜色；火焰颜色生成步骤，将所述待观察焰色反应溶液中各金属离子焰色反应时的火焰颜色按照所述待观察焰色反应溶液中各金属离子含量的比例进行光学混合，生成待观察焰色反应溶液中金属离子的焰色反应的火焰颜色；视频融合步骤，将所述火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号，并在用户显示设备上显示。

【技术特征摘要】
1.一种显示焰色反应的模拟化学实验的教学方法，其特征在于，所述方法包括：标准视频录制步骤，录制并生成焰色反应实验的标准操作视频；火焰颜色查找步骤，获取待观察焰色反应溶液中各金属离子的种类及含量，并根据所述各金属离子的种类及含量分别在预设的金属离子与焰色反应颜色表中查找各金属离子焰色反应时的火焰颜色；火焰颜色生成步骤，将所述待观察焰色反应溶液中各金属离子焰色反应时的火焰颜色按照所述待观察焰色反应溶液中各金属离子含量的比例进行光学混合，生成待观察焰色反应溶液中金属离子的焰色反应的火焰颜色；视频融合步骤，将所述火焰颜色与标准操作视频中的火焰位置进行融合生成显示焰色反应的视频信号，并在用户显示设备上显示。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述火焰颜色生成步骤，包括：各金属离子焰色反应时的火焰颜色，生成所述火焰颜色对应的RGB信息；根据各所述火焰颜色对应的RGB信息，按照待观察焰色反应溶液中各金属离子含量的比例进行叠加计算，生成待观察焰色反应火焰颜色对应的RGB信息；根据所述待观察焰色反应火焰颜色对应的RGB信息，生成对应的颜色代码，所述颜色代码代表所述待观察焰色反应火焰颜色。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准视频录制步骤，包括：使用清洁的铂丝在稀盐酸中蘸洗；将所述铂丝置于酒精灯的火焰里灼烧，直至火焰颜色与酒精灯原火焰颜色一致；使用所述铂丝蘸取蒸馏水；将所述铂丝再次置于酒精灯的火焰里灼烧，以得到透明色的火焰，将具有透明色的火焰的视频作为标准操作视频。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频融合步骤，包括：根据所述火焰颜色与预设火焰形状，生成焰色反应中火焰的动态图像；将所述标准操作视频中透明色的火焰区域图像用所述焰色反应中火焰的动态图像代替，生成显示焰色反应的视频信号。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述视频融合步骤，包括：使用python中的Image.blend()接口将所述标准操作视频中火焰区域图像用所述焰色反应中火焰...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铿帆，陈滢西，卢炀，
申请(专利权)人：深圳市鹰硕技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44