光的色散課程教案

1、2.4光的色散教案_、教學(xué)任務(wù)分析從教材編排看，本節(jié)內(nèi)容是光學(xué)最后一節(jié)，既是光的反射、折射等知識的應(yīng)用，也是光的傳播規(guī)律的進(jìn)一步深入。其中光的色散這一知識點(diǎn)既是光的折射的延續(xù)，也是揭開光和物體的顏色之謎的基礎(chǔ)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本年級近一半的同學(xué)已在課外提前學(xué)過本節(jié)相關(guān)內(nèi)容。雖然有如上所述的基礎(chǔ)，但其中人多數(shù)同學(xué)對物理規(guī)律的理解深度并不夠，更不能很好的應(yīng)用知識解決問題。因此本節(jié)課將以實(shí)驗為載體，用問題做引導(dǎo)，在教師創(chuàng)造的認(rèn)知沖突和實(shí)驗情景中，調(diào)動學(xué)生的思維積極性，使他們主動參與學(xué)習(xí)過程，獲得知識和技能。二、教學(xué)目標(biāo)（1）知識與技能I. 知道光的色散現(xiàn)象及產(chǎn)生原因：II. 知道紅、綠、藍(lán)光是三原色光

2、；III. 知道物體顏色的產(chǎn)生原因。（2）過程與方法經(jīng)歷觀察各種色散現(xiàn)彖得出結(jié)論的過程，感受觀察與實(shí)驗是物理研究的基本方法。（3）情感、態(tài)度與價值觀通過了解科學(xué)家探究光的色散的物理學(xué)史，體會科學(xué)知識形成過程的艱辛，養(yǎng)成尊重客觀、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：光的色散現(xiàn)彖:難點(diǎn)：理解色散原因。教學(xué)資源實(shí)驗裝置的改進(jìn):左側(cè)為原裝置，右側(cè)為改進(jìn)后裝置改進(jìn):2、實(shí)驗裝置(1) 學(xué)生實(shí)驗學(xué)生實(shí)驗1：放大鏡、手機(jī)學(xué)生實(shí)驗2:光的三原色合成器學(xué)生組織：2人一組(2) 演示實(shí)驗演示實(shí)驗1：紅色筷子、紅綠筷子、三棱鏡、攝像頭演示實(shí)驗2:平行光源、三棱鏡演示實(shí)驗3:紅、綠激光、三棱鏡四、教學(xué)設(shè)計思路

3、根據(jù)新的課程理念，本節(jié)課以多個實(shí)驗為載體，在問題設(shè)置引導(dǎo)卞，不斷地給學(xué)生創(chuàng)造認(rèn)知沖突，提高學(xué)生思維積極性，培養(yǎng)學(xué)生思維的系統(tǒng)性和縝密性。實(shí)驗創(chuàng)造認(rèn)知沖突一一“筷子斷開實(shí)驗”知識儲備：學(xué)生根據(jù)光的折射規(guī)律已知：透過棱鏡會觀察到筷子斷成兩截，但是棱鏡中的這一段不會斷開。實(shí)際現(xiàn)象：教師把筷子涂上顏色，再請學(xué)生用三棱鏡觀察遠(yuǎn)處的兩根筷子。學(xué)生發(fā)現(xiàn)棱鏡中“紅色筷子”沒有斷開，但是“紅綠筷子”卻斷開了。實(shí)驗現(xiàn)象完全出乎學(xué)生意料，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突。學(xué)生驚訝之余，必然會思考這到底是什么原因引起，不只是起到激發(fā)興趣的作用，更重要的是調(diào)動學(xué)生的思維積極性，從而引出課題。實(shí)驗創(chuàng)新突破難點(diǎn)一一“紅綠激光的折射實(shí)驗”實(shí)

4、驗操作：將紅、綠激光以完全相同的方向入射到三棱鏡，為了看清光路，教師在棱鏡中滴加硝酸銀，使得水中的光路可見：在空氣中釋放噴霧，使得空氣中的光路可見。實(shí)驗現(xiàn)象：學(xué)生發(fā)現(xiàn)經(jīng)過三棱鏡后紅綠激光的傳播路徑不同了，綠色激光向上偏折的更顯著。問題設(shè)置：“若將七種顏色的光混合后入射到三棱鏡，會發(fā)生什么現(xiàn)象？”A'在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生能比較輕松地意識到不同顏色的光會散開，并且白光發(fā)生色散的原因就是不同色光在棱鏡中的折射程度不同引起的，從而輕松突破本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖活動III2、需情景I：活動IV活動II實(shí)例分析買例分析F“紅綠筷子的斷開”，演示員驗/缶過演示實(shí)鮭U用工棱鏡?引起

5、認(rèn)知沖突，提高思維積極性，引入課題。情景m演示實(shí)驗。通過演示實(shí)驗2：“人造彩虹”，觀察白光通過三棱鏡后產(chǎn)生的色散現(xiàn)彖，提出問題：彩虹是怎樣形成的？情景IIL演示實(shí)驗。通過演示實(shí)驗3：“紅綠激光的折射”,展現(xiàn)以相同方向入射的紅、綠光在三棱鏡中的傳播路徑，學(xué)生觀察現(xiàn)彖并得出得出白光組成及色散原因?；顒覫：學(xué)生實(shí)驗。通過學(xué)生實(shí)驗上“用放人鏡觀察手機(jī)屏幕的顏色”,得出RGE是三原色光。活動m學(xué)生實(shí)驗。通過學(xué)生實(shí)驗厶“觀察三原色光的合成”,用三原色合成器改變?nèi)鈴?qiáng)度,可以得到不同的顏色?；顒觤：實(shí)例分析。利用幾個實(shí)例討論物體顏色產(chǎn)生原因。活動IV:應(yīng)用。通過對情景I中實(shí)例：“紅綠筷子斷開”的揭秘，感受

6、色散現(xiàn)象的美妙。板書設(shè)計2.4光的色散一、色散現(xiàn)象1、色散原因：由于棱鏡的介質(zhì)對各色光的折射程度不同造成2、白光是由紅橙黃綠藍(lán)靛紫七種顏色的光組成3、復(fù)色光單色光4、三原色光：紅、綠、藍(lán)9230亠宀七、教學(xué)過程（一）引入新課情景I:演示分別透過三棱鏡觀察“紅色筷子”和“紅綠筷子”，發(fā)現(xiàn)棱鏡中的“紅色筷子”仍然完好，但是“紅綠筷子”卻斷成兩截。引起認(rèn)知沖突，提高思維積極性，引入課題。（二）新課一、光的色散1、色散原因情景n：教師演示人造彩虹：觀察白光通過三棱鏡后產(chǎn)生的色散現(xiàn)象。提出問題：彩虹是怎樣形成的？該問題對學(xué)生有難度，教師設(shè)計情景hi啟發(fā)學(xué)生思考。如呆學(xué)生回答“由于折射形成”，教師進(jìn)一步提

7、問“折射是光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時發(fā)生偏折的現(xiàn)象，是光的傳播路徑的改變。顏色是怎么產(chǎn)生的？”于是，教師演示情景hi：“紅綠激光折射實(shí)驗”。情景hi：分別將紅、綠光以完全相同的方向通過三棱鏡，發(fā)現(xiàn)紅綠激光經(jīng)過三棱鏡后的傳播路徑不同。提岀問題：“若將七種顏色的光混合后入射到三棱鏡，會發(fā)生什么現(xiàn)象？”。通過觀察現(xiàn)象，學(xué)生能輕松得出結(jié)論：棱鏡對紅光、綠光的折射程度不同，進(jìn)而得出白光的色散是由于玻璃對各種顏色光的折射程度不同造成的，得出色散原因。白光的組成介紹色散實(shí)驗的物理學(xué)史，讓學(xué)生體會科學(xué)知識形成過程的艱辛，養(yǎng)成尊重客觀、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，得出白光的組成。討論自然界彩虹的形成原因，討論如何消除

8、各種鏡頭的色差。單色光、復(fù)色光介紹單色光和復(fù)色光的定義。4、三原色光（1）光的三原色：紅、綠、藍(lán)活動I：學(xué)生用玻璃棒觀察亮著的手機(jī)屏幕，發(fā)現(xiàn)手機(jī)不同部位都是由紅綠藍(lán)三種顏色混合成。以不同比例混合紅綠藍(lán)町得到多種不同的顏色活動n：學(xué)生利用光的三原色合成器改變紅綠藍(lán)光的強(qiáng)度，觀察到紅綠藍(lán)以不同的比例混合可得到不同的顏色。二、物體的顏色（1）透明物體的顏色由透射光的顏色決定：不透明物體的顏色由反射光的顏色決定?；顒親I:（1）討論實(shí)例''一個愛研究的園藝家想：植物葉子多數(shù)呈現(xiàn)綠色，可能是植物喜愛綠色的緣故，于是他將溫室的房頂和四周都安上綠色玻璃，只讓陽光中和葉子顏色相同的綠光照射植物

9、，他認(rèn)為這樣必將使植物生長更快，產(chǎn)量更高，他的做法會成功嗎？”（2）討論視頻女神的新衣中演員利用投影改變衣服顏色的現(xiàn)象。（2）白色物體反射所有顏色的光：黑色物體吸收所有顏色的光。（三）應(yīng)用活動IV：解釋引入情景紅綠筷子為什么會在顏色相接處斷開？感受色散現(xiàn)象的美妙。對知識進(jìn)行應(yīng)用的同時，又梳理了本節(jié)課的內(nèi)容。作業(yè)思考： 近視鏡是凹透鏡，為什么帶眼鏡的同學(xué)沒有看到色散現(xiàn)彖？ 不透明物體的顏色由反射光的顏色決定，為什么肥皂泡的顏色隨觀察角度變化呢？ 光的三原色是紅、綠、藍(lán)色，為什么顏料的三原色是品紅、青、黃？教學(xué)詳案引入問：人家還記得這個實(shí)驗嗎？透過三棱鏡會看到筷子斷成兩截，但是棱鏡中的這一段不會再

10、斷開問：現(xiàn)在我把兩根筷子涂上顏色，一根紅色，另一根一半紅色一半綠色，然后再透過棱鏡觀察筷子,（棱鏡在講臺上，涂上顏色的筷子在教室后面，我用攝像頭轉(zhuǎn)播給人家看。攝像頭對著三棱鏡，所以它拍到的應(yīng)該只是棱鏡中的這一段筷子）師：我們先看紅色筷子，紅色筷子和我們之前觀察的現(xiàn)象相同，棱鏡中沒有斷開。咱們再看另一根（請。把電腦屏幕上的紙拿走），紅綠筷子斷開了，而且斷在顏色相交的地方，為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？問：想知道是什么原因引起的嗎？讓我們一起學(xué)習(xí)今天的新課一一光的色散。色散現(xiàn)象色散原因問：打開光源，看到白光：將棱鏡放入，觀察墻上出現(xiàn)了彩色光帶。2師：我們把光經(jīng)過三棱鏡后顏色散開的現(xiàn)象叫做色散現(xiàn)彖。（一、

11、色散現(xiàn)象）問：色散現(xiàn)彖出現(xiàn)的原因是什么呢？請人家觀察一個實(shí)驗，從實(shí)驗中能得到什么啟發(fā)？問：我將紅綠兩束激光以相同的方向入射到三棱鏡（噴霧），兩束激光經(jīng)過棱鏡后傳播路徑有什么共同點(diǎn)？有什么不同點(diǎn)？（噴霧）（實(shí)驗后，學(xué)生回答：向上偏折；綠光向上偏折更加明顯）師：這就說明光發(fā)生了折射，而且不同顏色的光在介質(zhì)中的折射程度不同。（板書：光路圖）問：現(xiàn)在同學(xué)們思考剛才的彩色光帶說明了我們的光源有什么特點(diǎn)？彩色光帶是什么原因形成的？（首先光源中有紅黃綠藍(lán)等顏色；然后經(jīng)過棱鏡的折射，不同顏色的光折射程度不同形成）師：色散的原因是由于棱鏡的介質(zhì)對各色光的折射程度不同造成。（板書：一、色散現(xiàn)象1、色散原因：由于棱

12、鏡的介質(zhì)對各色光的折射程度不同造成）白光的組成問：剛才的彩色光帶中不僅有紅、黃、綠、藍(lán)問：有些顏色混在一起難分辨，如呆將光屏放遠(yuǎn)，拉長距離便可將其分開。介紹物理學(xué)史師：這就是牛頓色散實(shí)驗的高明之處，他已經(jīng)意識到了只有拉長距離才能分解開不同折射角的光線。于是他陽光經(jīng)過三棱鏡后直接投射到距離棱鏡67米的墻上。這樣，他就獲得了展開的光譜。師：白光是由紅橙黃綠藍(lán)靛紫組成。（板書：2、白光是由紅橙黃綠藍(lán)靛紫組成）單色光復(fù)色光師：讓其中一種色彩的光再經(jīng)過三棱鏡，發(fā)現(xiàn)它不能再發(fā)生色散，這七種色光叫做單色光。由幾種單色光合成的光叫做復(fù)色光。白光是一種復(fù)色光。（板書：3、單色光復(fù)色光）討論師：彩虹為什么常在雨后

13、轉(zhuǎn)晴時出現(xiàn)？師：這時空氣內(nèi)塵埃少，充滿了小水滴，陽光進(jìn)入水滴時發(fā)生折射，在水滴背面被反射，離開水滴時再折射一次，發(fā)生色散現(xiàn)彖，最后射向人們眼睛，人們便看到了彩虹。師：剛剛學(xué)過的凸透鏡是三棱鏡的組合，白光入射到透鏡時應(yīng)該也會發(fā)生色散現(xiàn)象，不同顏色光的折射程度不同，對應(yīng)焦距不同。但是我們在實(shí)驗室并未觀察到這樣的現(xiàn)象，這是為什么？師：一、我們用的是薄透鏡：二、我們實(shí)驗中透鏡成像的距離在幾倍焦距范I制內(nèi)。師：在拍照時，照片在顏色對比強(qiáng)烈的邊緣上容易發(fā)生色差，這張照片中綠色樹葉邊緣便出現(xiàn)了紫色。為了消除色差，有些鏡頭會使用兩塊或更多塊不同的鏡片，使不同顏色光聚焦到一點(diǎn)。這幅圖上便是加了一塊凹透鏡。光的三

14、原色師：卞面同學(xué)們做兩個實(shí)驗：實(shí)驗一：師：請人家將手機(jī)調(diào)到白色的撥號界面，將玻璃棒放到屏幕上，透過玻璃棒你能觀察到什么現(xiàn)象？實(shí)驗二：師：請人家改變紅綠藍(lán)光的強(qiáng)度，觀察它們混合的中心有什么現(xiàn)象？師：你們觀察到了什么現(xiàn)彖？（手機(jī)屏幕上有紅綠藍(lán)三種顏色條紋組成；紅綠藍(lán)可以混合出很多種顏色）師：在光學(xué)中，我們把紅、綠、藍(lán)叫做三原色光。以不同的比例將它們混合，可以得出各種不同的顏色，我們的彩色電視機(jī)、手機(jī)屏幕、電腦屏幕都是用到了這一知識，改變紅綠藍(lán)的亮度比例，熒光屏上發(fā)出的光的顏色就不同。（板書：二、三原色光：紅、綠、藍(lán)）物體的顏色師：（請人家思考）一個愛研究的園藝家想：植物葉子多數(shù)呈現(xiàn)綠色，可能是植物

15、喜愛綠色，為了使植物更快的生長，他將溫室的房頂和四周都安上綠色玻璃，他的做法會成功嗎？師：（我們知道了光的顏色，那么不發(fā)光的物體顏色是怎樣產(chǎn)生的？）（板書：三、物體的顏色）師：透明物體的顏色是由它透過的色光顏色決定，所以紅色玻璃只透過紅光。不透明物體的顏色是由它反射的色光顏色決定，所以藍(lán)色物體的表面吸收或者透射了其它顏色，只反射了藍(lán)光，所以是藍(lán)色。（板書：）師：園藝家的做法會成功嗎？應(yīng)用了什么知識？（學(xué)生回答）（葉子呈現(xiàn)綠色，說明反射綠色，植物不喜歡綠色；綠色玻璃只透過綠光，所以不成功）師：欣賞一個短片，看短片中包含了什么物理知識？（播放女神的新衣）（女演員利用投影，將白色裙子變成了很多套不同

16、顏色的衣服：白色物體反射所有顏色的光）師：大家看這（白色濾紙）是什么顏色？（白色）這個（衛(wèi)生紙）呢？（白色）師：哪個才是真正的白色。生產(chǎn)商可以利用比色卡來做對照。物理學(xué)家可以利用白色物體反射所有顏色的光這一知識來檢測，用到一個儀器一一光譜儀：這是標(biāo)準(zhǔn)白板的反射光譜，橫坐標(biāo)的數(shù)字對應(yīng)不同顏色的光，縱坐標(biāo)表示物體對各種顏色光的反射強(qiáng)度。通過這張光譜我們可以看到：白色反射了所冇顏色的光，并且各種顏色光被反射的強(qiáng)度相同。師：這是濾紙和衛(wèi)生紙的反射光譜，會看到衛(wèi)生紙的顏色更接近標(biāo)準(zhǔn)白色。生產(chǎn)中應(yīng)用這樣的測量就會更加精準(zhǔn)，包括怎樣的顏色代表水呆成熟等等。師：2015年9月美國航空航天宇航局（NASA）公布了一條消息：火星上存在液態(tài)水！而這一結(jié)論強(qiáng)