1、4.5光的色散一、教学目标（一）知识与技能1通过观察自然和生活中的一些现象，了解光的色散现象，知道太阳光是由多种色光组成的。2知道色光的三原色，色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩。3初步了解太阳光谱和看不见的光，初步认识红外线和紫外线及其作用。（二）过程与方法1通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。2探究色光的混合，获得有关知识，体验探究的过程和方法。3通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。（三）情感态度和价值观1通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的喜悦，乐于参加物理学习活动。2初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响，初步建立
2、可持续发展的意识，有保护人类生存环境的意识。二、教学重难点光学是有用的，表现在它的知识渗透在社会生活的各个方面：光可以分解也可以合成，体现了唯物辩证法的思想；光学知识与电子技术相结合诞生了彩色电视机；光学知识与颜料混合的知识相结合展现出七彩的世界。本节教材尽量多地安排学生动手操作的实验活动，让学生亲身观察、体验，获得最直接、最生动的实验事实资料，感悟实验方法对物理学习的重要性，让学生在多种形式的学习活动中成长。教学重点：光的色散现象、光的三原色。教学难点：光的色散演示实验、光的三原色的混合实验演示。三、教学策略学生在日常生活中见到过各种颜色，而对彩虹类的现象见之不多，对其成因较难理解。通过小组
3、实验、讨论、交流，知道有复色光与单色光的区别，并尝试解释彩虹形成的原因，体会三原色组合应用，了解看不见的光。看不见的光，其内容抽象，在理解方面难度较大，找准切入点是关键。本课采用先从生活入手，抓住生活中常见的现象，从而让学生探究其特征和原因，进而再回到生活中寻找实际应用。在探究过程中，让学生领略到光学的巨大魅力，感悟自然现象的多样性和自然规律之间和谐完美的统一，培养他们理性的逻辑思维能力和辩证的判断能力。四、教学资源准备多媒体课件，发出紫色光的激光灯，三棱镜，白纸，手电筒，红色、绿色和蓝色塑料片，平面镜，水空气清洗剂等。五、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课（5分钟）播放有关彩虹
4、的图片。问：你见过“雨后彩虹”吗？关于彩虹请大家提出你最感兴趣的问题？老师：彩虹是大自然的杰作，其实大家也可以制造彩虹，下面的这些方法请大家选择一个进行实验。方案一：用一块三棱镜对着太阳光，用白纸在另一侧作光屏，可以观察到白纸上出现几种颜色的光。方案二：在盘子里装上水，盘边斜放一个平面镜，使太阳光照射在平面镜上，并通过平面镜反射到白色墙壁上，观察墙壁上反射光的颜色。方案三：使用浇花的喷壶，或用灌装的空气清洗剂对着太阳光将水喷成雾状。就会在水雾中看到一道美丽的人造彩虹。方案四：将一杯清水放在被阳光照射的窗台上，再把一张白纸铺在杯子下面，慢慢调整水杯与白纸的位置，使阳光能透过水杯照射到白纸上。这时
5、就会发现在白纸上出现了彩色的光带（如图1）。图1学生：可能的发现或提出的问题：彩虹是七色的，很美，它是怎样形成的？彩虹为什么总是在雨后出现？彩虹为什么会消失？等等。学生进行实验，描述出现的现象。以魔术的手法，让学生亲自体验神奇的现象，激发学习兴趣，引出物理问题，体现从生活到物理的课程理念。新课教学（30分钟）一、光的色散17世纪以前，人们一直认为白光是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散，这才解开了光的颜色之谜。牛顿是怎样让太阳光色散的呢？教师演示：让一束太阳光照射到三棱镜上，另一边用白纸承接，引导学生认真观察，太阳光通过三棱镜后发生了什么？将白纸再放在
6、三棱镜前方，能看到彩色光带吗？在黑板上画示意图，播放色散图片。结论：让一束太阳光照射到三棱镜上，会被分解成各种颜色的光，如果用一个白色的光屏来承接，在白色光屏上就形成了一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色的现象叫做光的色散。色散现象表明太阳光（或白光）是由多种颜色的混合而成的。教师指出：白光进入棱镜后，由于三棱镜对各种色光折射程度不同，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，将颜色按一定顺序排列形成彩色光带。思考：根据光路可逆原理，被分解出来的七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，将会出现什么现象
7、呢？雨后的彩虹就是由色散现象引起的。雨后，天空有很多小水滴，水滴相当于三棱镜，太阳光经水滴后也会发生色散，所以我们在刚下过雨后有太阳出来时会看到彩虹。如果时间久了，小水滴蒸发了，相当于三棱镜没了，便看不到彩虹了。前面实验中，喷雾、喷空气清洗剂能形成彩虹，道理与此相似。学生交流并回答：太阳光通过三棱镜后，白纸上就出现了一条彩色的光带。将白纸再放在三棱镜前方，只能看到白光，不能看到彩色光带。学生交流并回答：七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，会复合成白光。通过白纸放在三棱镜前后实验现象的对比，更容易让学生理解色散现象说明的问题。可逆原理进一步得到巩固和运用。从生活走向物理，用物理知识来解释
8、生活中的现象，从而将生活和物理紧密地联系起来。二、色光的混合用手中的放大镜，观察彩色电视画面上的各色光条，可以发现，电视屏幕上显现出的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的。（此实验可以安排课前学生在家中完成）人们发现，红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。学生实验：分别用不同颜色的透明胶片挡在两只手电筒前面，观察它们射出的光在白墙或白纸上重叠部分的颜色。设计表格，并将你的发现记录在表格中。红光绿光蓝光红光红光绿光绿光蓝光蓝光结论：把红、绿、蓝三种色光混合能产生各种色彩。因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。彩色电视机的制成原理。电视屏幕上显
9、现出的画面，有丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三种色光合成的。学生进行实验。学生进行实验，不必死记三原色光合成的结果。让学生在探究中去认识几种单色光合成的效果，在实验中获得感性认识。通过电视画面颜色的合成知识，体现物理知识的应用价值，增强学生学习兴趣。三、看不见的光1光谱三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来，就是光谱。太阳光能使物体发热。在光的色散实验中，我们知道太阳光可以分解为各种色光。猜猜哪种色光的发热本领大？用温度计测一测，注意以下几点效果会明显：（1）温度计的玻璃泡涂黑，因为黑色物体吸收各种光，温度升高明显。（2）温度计离三棱镜近
10、一些。（3）根据玻璃泡在光屏上的影子确定所在位置。问：不同区域温度计示数有什么变化情况？有什么不同？这些现象说明了什么道理？人眼能感觉到特定频率范围内的光，即人眼能看到的光，称为可见光，人眼无法看见的光称为不可见光。讲述：英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时，把温度计移到光谱的红光区域的外侧，结果温度上升得很快，说明那里有看不见的射线射到温度计上，于是发现了红外线。德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片，结果底片感光了，于是紫外线被找了出来。2红外线的特点和应用学生阅读教材，了解红外线的特点和主要应用有哪些。一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高的
11、物体，辐射的红外线越强，利用这个特点的应用：人体生病时，局部皮肤的温度异常，如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片，给皮肤拍照并与健康人的照片对比，有助于对疾病做出诊断。夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人体辐射的红外线比它们强，人们根据这个原理制成了红外线夜视仪，可以用在步枪的瞄准器上。一切物体都在不停地辐射红外线，其实也在不停地吸收红外线，吸收红外线后物体温度会上升，按照这个原理制成了红外线烘烤炉。红外线还可用来进行遥控。如电视机遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控。问题：把遥控器对准电视周围墙壁按按钮，有时也可以控制电视，说明什么？3紫
12、外线的特点及应用演示：红光外侧存在红外线，那么紫光外侧是否存在紫外线呢？（老师将用荧光笔写有“紫外线”字样的纸条展示给学生看）。你看见了什么？（一张白色的纸条）（将纸条放在色散实验的紫光外侧）你又看到了什么呢？还是一张白纸吗？（看见了纸上写的字是“紫外线”）。原来紫外线能使荧光物质发光，钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线的照射下则会发出可见光，这是一种有效的防伪措施。在医院有很多病菌，可是如果用消毒水来消毒，它成本高，又比较难闻。紫外线有化学作用，能杀死微生物，所以医院和食品店常用紫外线消毒。太阳光是天然紫外线的重要来源，衣服、被子经常在阳光下晾晒可以灭菌消毒。适当的紫外线照射有
13、助于人体合成维生素D，促进身体对钙的吸收，对骨骼的生长和身体健康有好处，紫外线有生理作用。但过量的紫外线照射对人体有害。教师指出：地球的周围包围着厚厚的大气层，阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收，不能到达地面，这才使地球上的生物得以生存。近年来，臭氧层正在受到空调、冰箱里面放出的氟利昂等物质的破坏，臭氧层出现“空洞”。为了保护臭氧层，保护我们的家园，同学们有什么好的建议？学生回答：红光外侧温度升高最明显，紫光外侧温度升高最不明显。这说明红光外侧可能还有某种具有热效应的看不见的光。学生阅读并回答：红外线主要是热作用强。主要应用有：红外照相、红外线夜视仪、遥控器等。学生交流回答：红外线也
14、可以发生反射。停止生产氟利昂，研制出氟利昂的替代品，少用空调。对学生进行科学史教育，了解科学家的智慧和研究的方法。了解红外线的特点及其在生活中主要应用，体现物理是有用的。了解紫外线的特点及其在生活中主要应用，体现物理知识的应用价值。通过学习，让学生意识到保护臭氧层的重要性，并用实际行动来保护环境。课堂小结（5分钟）通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。光的色散同步试题江苏丰县初级中学杨雷一、选择题1（2014年黄冈中考题）下列光现象与其成因
15、对应正确的是（）A水中倒影光的折射B雨后彩虹光的反射C形影不离光的直线传播D海市蜃楼光的色散答案：C解析：水中倒影属于平面镜成像，其成因是光的反射；雨后彩虹属于光的色散，其成因是光的折射；形影不离是光的直线传播形成的；海市蜃楼，是光在不均匀的空气中传播形成的，属于光的折射。2（2014年株洲中考题）光的色散说明白光是一种复色光，棱镜对不同色光的偏折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大。图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是（） A BCD图1答案：B解析：太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光，分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这就是光的色散现象。棱镜对不同色光的偏
16、折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大；所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，红光在最上面，紫光在最下方。3（2014年日照中考题）电视机的遥控器用红外线来传递信息，实现对电视机的控制。不把遥控器对准电视机的控制窗口，按一下按钮，有时也可以控制电视机这是利用了（）A光的直线传播B光的反射 C光的折射D光的色散答案：B解析：红外线是一种看不见的光，它也遵循光的直线传播和反射规律。遥控器发出的红外线，它会以光波的形式直线传播，并且可以发生反射，有时遥控器并没有对准电视机的控制窗口，而是沿某一合适的方向对准墙壁按下按钮，也可以控制电视机，这是利
17、用了光的反射原理。4（2014年淄博中考题）光使世界绚丽多彩，人们的生活离不开光，关于光现象，下列说法错误的是（）A用玻璃三棱镜可使太阳光发生色散B柳叶呈现绿色是因为它只反射绿光C光在银幕上发生漫反射时反射角小于入射角D家里的穿衣镜所成的像是正立的虚像答案：C解析：太阳光是由各种色光混合成的，经过三棱镜后由于偏折程度不同而发生色散现象；不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，柳叶只能反射阳光中的绿光，所以柳叶呈现绿色；镜面反射与漫反射都遵守光的反射定律，所以在光发生漫反射时，反射角仍等于入射角，故C错误；平面镜成正立、等大的虚像。5验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器
18、发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是（）A验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线B验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线C验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线D验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线答案：C解析：在现实生活中，红外线可以用在遥控器上。遥控器发出红外线，实现了无线控制家中的用电器，方便人们的生活。紫外线可以使钞票上的荧光物质发光，所以可以做成验钞机。6成语“白纸黑字”喻指证据确凿，不容抵赖。从物理学角度看（）A白纸和黑字分别发出不同颜色的光进入人的眼睛B白纸和黑字分别反射出白光和黑光进入人的眼睛C
19、白纸反射出白光进入人的眼睛，而黑字不反光D黑字比白纸反射光的本领强答案：C解析：不透明物体的颜色由物体反射的色光决定的，白色反射所有的色光，黑色吸收所有的色光。7（2013年绵阳中考题）如图2，让一束太阳光照射三棱镜，射出的光射到竖直放置的白屏上。以下说法正确的是（）A如果在白屏与棱镜之间竖直放一块红色玻璃，则白屏上其他颜色的光消失，只留下红色B如果在白屏与棱镜之间竖直放一块蓝色玻璃，则白屏上蓝色光消失，留下其他颜色的光C如果把一张红纸贴在白屏上，则在红纸上看到彩色光带D如果把一张绿纸贴在白屏上，则在绿纸上看到除绿光外的其他颜色的光答案：A解析：太阳光经过三棱镜折射后可以分散成七种颜色的光，分
20、别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这说明太阳光由多种色光组成。红色玻璃只能让红光透过，如果在白屏前放一块红色玻璃，则白屏上的其他颜色的光消失，只留下红色，故A正确；蓝色玻璃只能让蓝光透过，如果在白屏前放置一块蓝色玻璃，则白屏上只呈蓝色光，其他颜色的光消失，故B错误；红纸只能反射红光，如果把一张红纸贴在白屏上，所以在红纸上不能看到彩色光带，只看到红光，故C错误；绿纸只能反射绿光，如果把一张绿纸贴在白屏上，则在绿纸上看不到除绿光外的其他颜色的光，故D错误。8每年5月份，成都及周边地区的农民都有大量焚烧秸秆的现象。焚烧秸秆所产生的烟雾不仅对空气的质量造成了严重的污染，威胁到人的健康，还影响了正常的航空
21、及交通。为了对秸秆焚烧进行有效的监控和治理，成都市气象局利用了高科技帮手，通过卫星遥感技术进行观测以及时发现焚烧源。卫星监测焚烧源的主要依据（）A对焚烧源进行拍照，从照片上直接看到焚烧源B监测焚烧源产生的烟雾，从烟雾的多少来确定焚烧源C监测焚烧源的颜色，从遥感照片的颜色来确定焚烧源D监测焚烧源的温度，通过捕捉高温物体发出的红外线来确定焚烧源答案：D解析：因为卫星距地面的距离非常远，因此，无法通过照片直接看清焚烧源、烟雾，也不能通过颜色来准确判断焚烧源。由于温度不同的物体发出的红外线的强弱不同，卫星遥感和红外线夜视仪都是利用感知物体发出的红外线工作的。9王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠
22、近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次实验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究实验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是（）A自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭B自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭C自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭D靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门
23、，实现自动开闭答案：C解析：分析时主要抓住“无色透明大玻璃板直立着滑向自动门时，门不打开”，思考玻璃板和足球、人相比有什么不同。玻璃板滑向门时，也会有声音的发生，但门并没有打开说明不是利用声控装置；玻璃板也会辐射出红外线，但门没有打开，说明不是探测物体发射出的红外线，来实现自动开闭的；若是自动门发射红外线，红外线经过玻璃会穿透过去，而红外线是不能穿透足球和人。自动门就是根据能否穿透物体来实现自动开闭；玻璃板也可以通过空气给自动门一个压力，但玻璃板滑向自动门时，自动门并没有打开说明不是利用空气压力来实现自动开闭的。二、填空题10太阳光通过三棱镜后，被分解成各种颜色的光，这是_现象，这个现象说明白
24、光是由各种_组成的。答案：光的色散颜色的光解析：太阳光通过三棱镜后，被分解成各种颜色的光，这是光的色散现象，这个现象说明白光是由各种颜色的光组成的。11看电视时，如果用放大镜观察彩色电视机的荧光屏，就能看到_色、_色和_色的光点，这三种色光叫做色光的_。如果这三种色光用适当的比例混合，可以合成各种颜色的光。答案：红绿蓝三原色解析：红、绿、蓝色光用适当的比例混合，可以合成各种颜色的光。12太阳光经三棱镜后在白色的屏上形成了一条彩色的光带，当把非常灵敏的温度计放在屏上红光以外的位置，发现温度会上升，说明这里也有能量辐射，只是人眼看不到，这样的辐射就是_外线；在光谱的紫光以外，也有一种看不见的光，就
25、是_外线。答案：红紫解析：红外线存在于红光外侧，紫外线存在于紫光外侧。三、实验探究题13小明同学在家看电视时发现，当人站在电视机和遥控器之间时，遥控器就会失去作用。他想：不同物体对电视机遥控信号的阻挡能力是否一样呢？为了探究这一问题，小明同学找了一个作业本，先将一张纸放在遥控器与电视机之间，手指按遥控器控制键，如果遥控器能对电视机起控制作用，则增加纸片的层数；如此重复实验，逐渐增加纸片的层数，直到遥控器刚好不能控制电视机为止，记下纸片的层数。然后，他又换用了塑料纸和棉布，按照同样的方法进行实验，得到的实验数据如下表。实验序号实验材料刚好完全阻挡遥控信号的层数1纸片152塑料纸213棉布10（1
26、）请分析以上数据，把能得出的探究结论填在横线上。_。（2）小明的探究过程中可能存在一些问题，请你帮他指出应当特别注意的两个问题。_。_。答案：（1）在所研究的三种材料中，棉布对电视机遥控信号的阻挡能力最强，纸片次之，塑料布最弱。（2）要选择同一台电视机和同一遥控器进行实验；每次实验遥控器与电视机的距离要保持一致。解析：（1）由表格中的数据可知，在所研究的三种材料中，棉布对电视机遥控信号的阻挡能力最强，纸片次之，塑料布最弱；（2）根据控制变量法的要求，实验中只能改变阻挡遥控信号的材料，其他因素均应该保持不变。小明的探究过程中可能存在一些问题，有以下可能：没有选择同一台电视机（同一遥控器）进行实验；遮挡材料所放的位置不一致，遥控器与电视机的距离不一致；遮挡材料的厚度不一致因此要选择同一台电视机和同一遥控器进行实验；每次实验遥控器与电视机的距离要保持一致；选用的同种遮挡材料的厚度（或规格）要一样；每次实验遮挡材料所放位置都应在遥控器前的同一位置。