物理人教版第5节 光的色散教案

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雨过天晴，一条美丽的彩虹悬挂在天空，十分壮丽。彩虹是如何产生的？

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新课学习

一、色散现象

17世纪以前,人们一直认为白光是最单一的色光.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。

提出问题：太阳光经过三棱镜会发生什么现象呢？

演示实验: 让一束太阳光照射到三棱镜上，从三棱镜折射出的光照射到白屏上，仔细观察发生的现象。

现象：一束太阳光通过三棱镜后被分解成七种色光,依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

结论：1.白光不是单色光，而是由各种单色光组成的复色光；

2.不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。

想想议议 ：如果没有三棱镜，也可以用如图所示的装置来进行光的色散实验。在深盘里盛一些水，盘边斜放一个平面镜，使镜的下部进入水中。让一束阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白墙或白纸上。观察墙壁或白纸上反射光的颜色。

1．定义：白光（太阳光）经过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种颜色的光的现象叫光的色散。

3.“彩虹”是常见的一种色散现象，形成的原因是太阳光被悬在空中的许多小水珠色散而形成了彩色光带。
 

彩虹的成因：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。

二、色光的混合

1. 红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。

红、绿、蓝三种色光中，任何一种色光都不能由另外两种色光合成。红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，可以产生各种颜色的光，因此把红、绿、蓝叫做色光的三原色。

2.电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成的。

电视屏幕上显现出的画面，丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三种色光组成的。如果用放大镜观察彩色电视机画面就会观察到这一现象了。

3、物体的颜色。

（1）透明体的颜色由它通过的色光决定,透明物体能使与它相同颜色的色光通过,吸收其他颜色的光；能透过所有色光的物体是无色透明的物体。

（2）不透明物体的颜色由它反射的色光决定,不透明体反射与它颜色相同的光，吸收其它颜色的光；物体反射所有的色光，就显示白色。物体吸收所有的色光，就显示黑色。

有色物体只有在白光和同种颜色色光的照射下才会显现出本来的颜色，如果用其它颜色的光照射，该有色物体显示黑色。

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(spectrum)。

在光谱上看的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光，称为可见光。

2.红外线

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。

（1）位置：在光谱上位于红光以外的部分

（2）特点：

①一切物体都在不停地发射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越多；

②红外线的热作用强，各种物体吸收了红外线后温度升高；

③红外线的穿透能力比较强。

（3）应用：

①红外线加热（电烤箱、浴室暖灯、远红外取暖器）

②红外线成像（红外胶片拍摄的“热谱图”）

物体在温度升高时，它辐射的红外线会大大增强。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。

③红外测温仪

④红外线摄像（红外摄像头监视器）

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。

⑤红外线夜视仪（军事上红外线夜视仪）

⑥红外线遥控（电视机空调遥控器、汽车遥控钥匙）

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。

⑦红外线定位（军事上导弹定位技术）

⑧红外遥感探测（气象卫星拍摄云图）

红外线烤箱                   红外线热谱图                 红外摄像头         

      红外测温枪               红外线夜视仪                红外遥控器

2.紫外线

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。

（1）位置：在光谱上位于紫光以外的部分

（2）特点：①紫外线的化学作用强，很容易使相片底片感光；②紫外线的生理作用强，能杀菌；③荧光效应。

（3）应用：

①紫外线很容易使照相底片感光；

②生理作用。紫外线能促使人体合成维生素D，这种维生素有助于人体对钙的吸收，所以儿童常晒太阳能预防缺钙引起的佝偻病。但是过高的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌；

③防伪措施。紫外线有荧光作用，大额钞票上一般有用荧光物质印刷的文字，用紫外线照射则会发出可见光，由此来判断钞票的真假，这是一种防伪措施。在生活中这种制作假钞和使用假钞的违法行为还在不断的滋长，我们同学要有自我保护意识，不能制作和使用假钞，真正做到知法、懂法和守法；

④医用消毒。紫外线能杀死多种细菌，所以医院和食品店常用紫外线消毒

紫外消毒器                     紫外线是使光粉发光         防护面罩

（4）紫外线防护。过量的紫外线可使皮肤灼伤，甚至致癌。影响动植物、人类的生存。

过量的紫外线照射对人体有害，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。

①臭氧保护：

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？停止生产氟利昂，研制出氟利昂的替代品，少用空调。

地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存的条件，为了保护人类生存家园，我们应有环保的意识，承担起环保的责任和义务。

②电焊防护面罩

课堂小结

课堂练习 

1.（2020福建）2020年6月21日，我国部分地区可观察到“日环食”。日环食现象的形成是由于（　　）

A. 光的直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 D. 光的色散

【答案】A

【解析】当月亮正好在太阳和地球之间时，因为光是沿直线传播，月亮挡在地球和太阳的中间，太阳光被月亮遮住，所以地球上的人看太阳就感觉太阳少了一块，形成日食。故选A。

2.（2020荆门市）“新冠肺炎”疫情期间，我们经常使用一种叫“测温枪”的测温仪器，只要把“枪口”对准人的额头或手腕，“枪尾”的显示屏就能用数字直接报告人体的温度，测温枪测温利用的是（  ）

A. 红外线 B. 紫外线 C. 红光 D. 紫光

【答案】A

【解析】红外线的热作用比较强，测温枪是通过接收身体表面辐射出来的红外线来测温的。

故选A。

3.（2020随州市）2020年6月21日，我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因相同的是（　　）

A. 水中的倒影 B. 树荫下的光斑

C. 雨后的彩虹 D. 海市蜃楼的奇景

【答案】B

【解析】日环食形成的原因是光的直线传播；

A． 水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的现象，故A不合题意；

B． 树荫下的光斑是小孔成像，是光的直线传播形成的，故B符合题意；

C． 雨后的彩虹是光的色散现象，是光的折射形成的，故C不合题意；

D． 海市蜃楼，是光的折射现象，故D不合题意。故选D。
4.（2020 湖南省湘西土家族苗族自治州）成语“立竿见影”也可以理解为一种自然现象，竹竿之所以能在太阳底下形成影子，是因为（　　）

A．光的直线传播 B．光的反射 

C．光的折射 D．光的色散

【答案】A

【解析】在同种均匀介质中光沿直线传播，沿直线传播的光遇到不透明物体，被不透明的物体挡住，在物体后面光照不到的暗区形成物体的影子，故A符合题意。故选：A。

5.（2020山东菏泽）如图所示的光现象与平面镜成像原理相同的是（　　）

A．铅笔“折断”  B．水中倒影   C．墙上的影子  D．光的色散

【答案】B

【解析】平面镜成像的原理是光的反射；

A、从水中筷子上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是筷子的虚像，比实际位置偏高，所以感觉折断了，故A不符合题意；

B、树在镜中的“倒影”，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故B符合题意；

C、墙上的“手影”属于影子，是由于光沿直线传播形成的，故C不符合题意；

D、光的色散属于光的折射现象，故D不符合题意；故选：B。

6.(2020江苏连云港)如图所示，让一束白光经过三棱镜，在三棱镜后放置一凸透镜将光屏放在B处时，观察到色光的颜色是______，光屏先后在A、C两处时，观察到的现象有何不同：______。

【答案】    (1). 白色    (2). 光屏上彩色光带顺序相反

【解析】[1]白光被三棱镜分解成七种颜色的色光，七种颜色的色光经过凸透镜在B处复合成白光。

[2]由图可知，A处上方光经过B点到达C处的下方，A处下方的光经过B点到达C处的上方，在A、C两处，光屏上彩色光带顺序相反。

(2) 过AC面入射点作出法线，根据反射角等于入射角在法线的另一侧画出反射光线；在空气中法线的另一侧作出折射光线，注意折射角大于入射角，如图所示：

7.（2020 抚顺葫芦岛） 如图所示是一款自带投影功能的手机，我们看到的彩色投影画面是由红、______、蓝三种色光混合而成。或“用电器”）。

【答案】    绿   

【解析】彩色投影画面的颜色是由红、绿、蓝三种色光合成的。

8.（2020 阜新市）体温计是根据液体_____的规律制成的，它_______测量标准大气压下沸水的温度（选填“能”或“不能”）。如图“测温枪”是利用_______来测量体温的（选填“红外线”或“紫外线”）。

【答案】    (1). 热胀冷缩    (2). 不能    (3). 红外线

【解析】[1]体温计的工作原理是液体的热胀冷缩。

[2]标准大气压下沸水的温度是100°C，体温计能测量的最高温度是42°C，所以不能用体温计测量标准大气压下沸水的温度。

[3]测温枪是通过感应人体发出的红外线来测量体温的。

板

书

设

计

第五节   光的色散

一、光的色散

太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，这一现象称为光的色散。

二、色光的混合

红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以产生各种颜色的光，因此，把红、绿、蓝叫做色光的三原色。

三、看不见的光

1.红外线

（1）特点：①红外线的热效应强.②红外线的穿透云雾的能力很强.

（2）应用：①利用红外线加热物体.②利用红外线实现遥感、遥控.

2.紫外线

（1）特点：①紫外线的化学作用.②紫外线的生理作用.③紫外线的荧光效应.

（2）应用：①紫外线可使照相底片感光.②紫外线的生理作用.③医用消毒、防伪.

布

置

作

业

【必做题】　

教材第87页动手动脑学物理的2、3题.。

【选做题】　

教材第66页动手动脑学物理的1题.

课

后

反

思

在做好光的色散实验的基础上，引导学生观察归纳现象，得出白光不是单一色光的结论，利用光的折射分析色散的原因。在教学过程中，力求改变原有的教学模式，崇尚探究式的教学方法。注重学生学习方式的改变，促使学生各种能力的培养。使学生通过自身的体验和主动参与来完成学习。在探究物体颜色的规律时，联系实际，举例说明，突破难点。在认识红外线和紫外线的作用时，举出生活中它们的应用，结合臭氧洞的产生，增强环保意识。