初中物理人教版八年級上第四章光現(xiàn)象第5節(jié)光的色散“衡水杯”一等獎

《光的色散》教學設計江蘇豐縣初級中學劉慶賀一、教學目標（一）知識與技能1．通過觀察自然和生活中的一些現(xiàn)象，了解光的色散現(xiàn)象，知道太陽光是由多種色光組成的。2．知道色光的三原色，色光按不同比例混合可以形成豐富的色彩。3．初步了解太陽光譜和看不見的光，初步認識紅外線和紫外線及其作用。（二）過程與方法1．通過實驗了解太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光組成的。2．探究色光的混合，獲得有關知識，體驗探究的過程和方法。3．通過收集、交流關于紅外線、紫外線的資料，獲得處理信息的方法。（三）情感態(tài)度和價值觀1．通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的喜悅，樂于參加物理學習活動。2．初步認識科學技術對社會發(fā)展和自然環(huán)境及人類生活的影響，初步建立可持續(xù)發(fā)展的意識，有保護人類生存環(huán)境的意識。二、教學重難點光學是有用的，表現(xiàn)在它的知識滲透在社會生活的各個方面：光可以分解也可以合成，體現(xiàn)了唯物辯證法的思想；光學知識與電子技術相結合誕生了彩色電視機；光學知識與顏料混合的知識相結合展現(xiàn)出七彩的世界。本節(jié)教材盡量多地安排學生動手操作的實驗活動，讓學生親身觀察、體驗，獲得最直接、最生動的實驗事實資料，感悟實驗方法對物理學習的重要性，讓學生在多種形式的學習活動中成長。教學重點：光的色散現(xiàn)象、光的三原色。教學難點：光的色散演示實驗、光的三原色的混合實驗演示。三、教學策略學生在日常生活中見到過各種顏色，而對彩虹類的現(xiàn)象見之不多，對其成因較難理解。通過小組實驗、討論、交流，知道有復色光與單色光的區(qū)別，并嘗試解釋彩虹形成的原因，體會三原色組合應用，了解看不見的光?？床灰姷墓猓鋬热莩橄?，在理解方面難度較大，找準切入點是關鍵。本課采用先從生活入手，抓住生活中常見的現(xiàn)象，從而讓學生探究其特征和原因，進而再回到生活中尋找實際應用。在探究過程中，讓學生領略到光學的巨大魅力，感悟自然現(xiàn)象的多樣性和自然規(guī)律之間和諧完美的統(tǒng)一，培養(yǎng)他們理性的邏輯思維能力和辯證的判斷能力。四、教學資源準備多媒體課件，發(fā)出紫色光的激光燈，三棱鏡，白紙，手電筒，紅色、綠色和藍色塑料片，平面鏡，水空氣清洗劑等。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課（5分鐘）播放有關彩虹的圖片。問：你見過“雨后彩虹”嗎？關于彩虹請大家提出你最感興趣的問題？老師：彩虹是大自然的杰作，其實大家也可以制造彩虹，下面的這些方法請大家選擇一個進行實驗。方案一：用一塊三棱鏡對著太陽光，用白紙在另一側作光屏，可以觀察到白紙上出現(xiàn)幾種顏色的光。方案二：在盤子里裝上水，盤邊斜放一個平面鏡，使太陽光照射在平面鏡上，并通過平面鏡反射到白色墻壁上，觀察墻壁上反射光的顏色。方案三：使用澆花的噴壺，或用灌裝的空氣清洗劑對著太陽光將水噴成霧狀。就會在水霧中看到一道美麗的人造彩虹。方案四：將一杯清水放在被陽光照射的窗臺上，再把一張白紙鋪在杯子下面，慢慢調整水杯與白紙的位置，使陽光能透過水杯照射到白紙上。這時就會發(fā)現(xiàn)在白紙上出現(xiàn)了彩色的光帶（如圖1）。圖1學生：可能的發(fā)現(xiàn)或提出的問題：彩虹是七色的，很美，它是怎樣形成的？彩虹為什么總是在雨后出現(xiàn)？彩虹為什么會消失？等等。

學生進行實驗，描述出現(xiàn)的現(xiàn)象。以魔術的手法，讓學生親自體驗神奇的現(xiàn)象，激發(fā)學習興趣，引出物理問題，體現(xiàn)從生活到物理的課程理念。新課教學（30分鐘）一、光的色散17世紀以前，人們一直認為白光是最單純的顏色。直到1666年，英國物理學家牛頓用玻璃三棱鏡使太陽光發(fā)生了色散，這才解開了光的顏色之謎。牛頓是怎樣讓太陽光色散的呢？教師演示：讓一束太陽光照射到三棱鏡上，另一邊用白紙承接，引導學生認真觀察，太陽光通過三棱鏡后發(fā)生了什么？將白紙再放在三棱鏡前方，能看到彩色光帶嗎？在黑板上畫示意圖，播放色散圖片。結論：讓一束太陽光照射到三棱鏡上，會被分解成各種顏色的光，如果用一個白色的光屏來承接，在白色光屏上就形成了一條彩色的光帶，顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。我們把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種顏色的現(xiàn)象叫做光的色散。色散現(xiàn)象表明太陽光（或白光）是由多種顏色的混合而成的。教師指出：白光進入棱鏡后，由于三棱鏡對各種色光折射程度不同，各種色光的傳播方向有不同程度的偏折，因而在離開棱鏡時就各自分散，將顏色按一定順序排列形成彩色光帶。思考：根據(jù)光路可逆原理，被分解出來的七種色光如果逆著原來出射的方向入射到三棱鏡，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？雨后的彩虹就是由色散現(xiàn)象引起的。雨后，天空有很多小水滴，水滴相當于三棱鏡，太陽光經(jīng)水滴后也會發(fā)生色散，所以我們在剛下過雨后有太陽出來時會看到彩虹。如果時間久了，小水滴蒸發(fā)了，相當于三棱鏡沒了，便看不到彩虹了。前面實驗中，噴霧、噴空氣清洗劑能形成彩虹，道理與此相似。

學生交流并回答：太陽光通過三棱鏡后，白紙上就出現(xiàn)了一條彩色的光帶。將白紙再放在三棱鏡前方，只能看到白光，不能看到彩色光帶。

學生交流并回答：七種色光如果逆著原來出射的方向入射到三棱鏡，會復合成白光。

通過白紙放在三棱鏡前后實驗現(xiàn)象的對比，更容易讓學生理解色散現(xiàn)象說明的問題。

可逆原理進一步得到鞏固和運用。

從生活走向物理，用物理知識來解釋生活中的現(xiàn)象，從而將生活和物理緊密地聯(lián)系起來。二、色光的混合用手中的放大鏡，觀察彩色電視畫面上的各色光條，可以發(fā)現(xiàn)，電視屏幕上顯現(xiàn)出的豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍三色光條合成的。（此實驗可以安排課前學生在家中完成）人們發(fā)現(xiàn)，紅、綠、藍三色光混合能產(chǎn)生各種色彩，因此把紅、綠、藍三種色光叫做色光的三原色。學生實驗：分別用不同顏色的透明膠片擋在兩只手電筒前面，觀察它們射出的光在白墻或白紙上重疊部分的顏色。設計表格，并將你的發(fā)現(xiàn)記錄在表格中。

紅光綠光藍光紅光紅光

綠光

綠光

藍光

藍光結論：把紅、綠、藍三種色光混合能產(chǎn)生各種色彩。因此把紅、綠、藍三種色光叫做色光的三原色。彩色電視機的制成原理。電視屏幕上顯現(xiàn)出的畫面，有豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍三種色光合成的。

學生進行實驗。

學生進行實驗，不必死記三原色光合成的結果。

讓學生在探究中去認識幾種單色光合成的效果，在實驗中獲得感性認識。

通過電視畫面顏色的合成知識，體現(xiàn)物理知識的應用價值，增強學生學習興趣。三、看不見的光1．光譜三棱鏡可以把太陽光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種不同顏色的光，把它們按這個順序排列起來，就是光譜。太陽光能使物體發(fā)熱。在光的色散實驗中，我們知道太陽光可以分解為各種色光。猜猜哪種色光的發(fā)熱本領大？用溫度計測一測，注意以下幾點效果會明顯：（1）溫度計的玻璃泡涂黑，因為黑色物體吸收各種光，溫度升高明顯。（2）溫度計離三棱鏡近一些。（3）根據(jù)玻璃泡在光屏上的影子確定所在位置。問：不同區(qū)域溫度計示數(shù)有什么變化情況？有什么不同？這些現(xiàn)象說明了什么道理？人眼能感覺到特定頻率范圍內的光，即人眼能看到的光，稱為可見光，人眼無法看見的光稱為不可見光。講述：英國天文學家赫歇爾在1800年研究光譜中各種色光的熱效應時，把溫度計移到光譜的紅光區(qū)域的外側，結果溫度上升得很快，說明那里有看不見的射線射到溫度計上，于是發(fā)現(xiàn)了紅外線。德國化學家里特1801年在光譜的紫光區(qū)域外側放置了一張照相底片，結果底片感光了，于是紫外線被找了出來。2．紅外線的特點和應用學生閱讀教材，了解紅外線的特點和主要應用有哪些。一切物體都在不停地輻射紅外線，溫度越高的物體，輻射的紅外線越強，利用這個特點的應用：人體生病時，局部皮膚的溫度異常，如果在照相機里裝上對紅外線敏感的膠片，給皮膚拍照并與健康人的照片對比，有助于對疾病做出診斷。夜間人的體溫比野外草木、巖石的溫度高，人體輻射的紅外線比它們強，人們根據(jù)這個原理制成了紅外線夜視儀，可以用在步槍的瞄準器上。一切物體都在不停地輻射紅外線，其實也在不停地吸收紅外線，吸收紅外線后物體溫度會上升，按照這個原理制成了紅外線烘烤爐。紅外線還可用來進行遙控。如電視機遙控器的前端有一個發(fā)光二極管，按下不同的鍵時，可以發(fā)出不同的紅外線，來實現(xiàn)電視機的遙控。問題：把遙控器對準電視周圍墻壁按按鈕，有時也可以控制電視，說明什么？3．紫外線的特點及應用演示：紅光外側存在紅外線，那么紫光外側是否存在紫外線呢？（老師將用熒光筆寫有“紫外線”字樣的紙條展示給學生看）。你看見了什么？（一張白色的紙條）（將紙條放在色散實驗的紫光外側）你又看到了什么呢？還是一張白紙嗎？（看見了紙上寫的字是“紫外線”）。原來紫外線能使熒光物質發(fā)光，鈔票或商標的某些位置用熒光物質印上標記，在紫外線的照射下則會發(fā)出可見光，這是一種有效的防偽措施。在醫(yī)院有很多病菌，可是如果用消毒水來消毒，它成本高，又比較難聞。紫外線有化學作用，能殺死微生物，所以醫(yī)院和食品店常用紫外線消毒。太陽光是天然紫外線的重要來源，衣服、被子經(jīng)常在陽光下晾曬可以滅菌消毒。適當?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D，促進身體對鈣的吸收，對骨骼的生長和身體健康有好處，紫外線有生理作用。但過量的紫外線照射對人體有害。教師指出：地球的周圍包圍著厚厚的大氣層，陽光中的紫外線大部分被大氣層上部的臭氧層吸收，不能到達地面，這才使地球上的生物得以生存。近年來，臭氧層正在受到空調、冰箱里面放出的氟利昂等物質的破壞，臭氧層出現(xiàn)“空洞”。為了保護臭氧層，保護我們的家園，同學們有什么好的建議？

學生回答：紅光外側溫度升高最明顯，紫光外側溫度升高最不明顯。這說明紅光外側可能還有某種具有熱效應的看不見的光。

學生閱讀并回答：紅外線主要是熱作用強。主要應用有：紅外照相、紅外線夜視儀、遙控器等。

學生交流回答：紅外線也可以發(fā)生反射。

停止生產(chǎn)氟利昂，研制出氟利昂的替代品，少用空調。

對學生進行科學史教育，了解科學家的智慧和研究的方法。

了解紅外線的特點及其在生活中主要應用，體現(xiàn)物理是有用的。

了解紫外線的特點及其在生活中主要應用，體現(xiàn)物理知識的應用價值。

通過學習，讓學生意識到保護臭氧層的重要性，并用實際行動來保護環(huán)境。

課堂小結（5分鐘）通過這節(jié)課你學到了什么？學生回答或與同學們進行交流，老師恰當總結。梳理本節(jié)課知識內容，把自己所學到的知識與老師同學交流，最后總結出本節(jié)課的知識點。培養(yǎng)學生總結歸納的能力。同時也可以幫助學生記憶。

《光的色散》同步試題江蘇豐縣初級中學楊雷一、選擇題1．（2023年黃岡中考題）下列光現(xiàn)象與其成因對應正確的是（）A．水中倒影──光的折射B．雨后彩虹──光的反射C．形影不離──光的直線傳播D．海市蜃樓──光的色散答案：C解析：水中倒影屬于平面鏡成像，其成因是光的反射；雨后彩虹屬于光的色散，其成因是光的折射；形影不離是光的直線傳播形成的；海市蜃樓，是光在不均勻的空氣中傳播形成的，屬于光的折射。2．（2023年株洲中考題）光的色散說明白光是一種復色光，棱鏡對不同色光的偏折程度不同，其中對紅光的偏折程度最小，對紫光的偏折程度最大。圖中能正確表示白光通過三棱鏡發(fā)生色散的是（）

ABCD圖1答案：B解析：太陽光經(jīng)過三棱鏡折射后可以分散成七種顏色的光，分別是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，這就是光的色散現(xiàn)象。棱鏡對不同色光的偏折程度不同，其中對紅光的偏折程度最小，對紫光的偏折程度最大；所以白光經(jīng)三棱鏡后，光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶，紅光在最上面，紫光在最下方。3．（2023年日照中考題）電視機的遙控器用紅外線來傳遞信息，實現(xiàn)對電視機的控制。不把遙控器對準電視機的控制窗口，按一下按鈕，有時也可以控制電視機這是利用了（）A．光的直線傳播B．光的反射C．光的折射D．光的色散答案：B解析：紅外線是一種看不見的光，它也遵循光的直線傳播和反射規(guī)律。遙控器發(fā)出的紅外線，它會以光波的形式直線傳播，并且可以發(fā)生反射，有時遙控器并沒有對準電視機的控制窗口，而是沿某一合適的方向對準墻壁按下按鈕，也可以控制電視機，這是利用了光的反射原理。4．（2023年淄博中考題）光使世界絢麗多彩，人們的生活離不開光，關于光現(xiàn)象，下列說法錯誤的是（）A．用玻璃三棱鏡可使太陽光發(fā)生色散B．柳葉呈現(xiàn)綠色是因為它只反射綠光C．光在銀幕上發(fā)生漫反射時反射角小于入射角D．家里的穿衣鏡所成的像是正立的虛像答案：C解析：太陽光是由各種色光混合成的，經(jīng)過三棱鏡后由于偏折程度不同而發(fā)生色散現(xiàn)象；不透明物體的顏色是由物體反射的色光決定的，柳葉只能反射陽光中的綠光，所以柳葉呈現(xiàn)綠色；鏡面反射與漫反射都遵守光的反射定律，所以在光發(fā)生漫反射時，反射角仍等于入射角，故C錯誤；平面鏡成正立、等大的虛像。5．驗鈔機發(fā)出的“光”能使鈔票上的熒光物質發(fā)光；家用電器的遙控器發(fā)出的“光”，能用來控制電風扇、電視機、空調器等。對于它們發(fā)出的“光”，下列說法中正確的是（）A．驗鈔機和遙控器發(fā)出的“光”都是紫外線B．驗鈔機和遙控器發(fā)出的“光”都是紅外線C．驗鈔機發(fā)出的“光”是紫外線，遙控器發(fā)出的“光”是紅外線D．驗鈔機發(fā)出的“光”是紅外線，遙控器發(fā)出的“光”是紫外線答案：C解析：在現(xiàn)實生活中，紅外線可以用在遙控器上。遙控器發(fā)出紅外線，實現(xiàn)了無線控制家中的用電器，方便人們的生活。紫外線可以使鈔票上的熒光物質發(fā)光，所以可以做成驗鈔機。6．成語“白紙黑字”喻指證據(jù)確鑿，不容抵賴。從物理學角度看（）A．白紙和黑字分別發(fā)出不同顏色的光進入人的眼睛B．白紙和黑字分別反射出白光和黑光進入人的眼睛C．白紙反射出白光進入人的眼睛，而黑字不反光D．黑字比白紙反射光的本領強答案：C解析：不透明物體的顏色由物體反射的色光決定的，白色反射所有的色光，黑色吸收所有的色光。7．（2023年綿陽中考題）如圖2，讓一束太陽光照射三棱鏡，射出的光射到豎直放置的白屏上。以下說法正確的是（）A．如果在白屏與棱鏡之間豎直放一塊紅色玻璃，則白屏上其他顏色的光消失，只留下紅色B．如果在白屏與棱鏡之間豎直放一塊藍色玻璃，則白屏上藍色光消失，留下其他顏色的光C．如果把一張紅紙貼在白屏上，則在紅紙上看到彩色光帶D．如果把一張綠紙貼在白屏上，則在綠紙上看到除綠光外的其他顏色的光答案：A解析：太陽光經(jīng)過三棱鏡折射后可以分散成七種顏色的光，分別是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，這說明太陽光由多種色光組成。紅色玻璃只能讓紅光透過，如果在白屏前放一塊紅色玻璃，則白屏上的其他顏色的光消失，只留下紅色，故A正確；藍色玻璃只能讓藍光透過，如果在白屏前放置一塊藍色玻璃，則白屏上只呈藍色光，其他顏色的光消失，故B錯誤；紅紙只能反射紅光，如果把一張紅紙貼在白屏上，所以在紅紙上不能看到彩色光帶，只看到紅光，故C錯誤；綠紙只能反射綠光，如果把一張綠紙貼在白屏上，則在綠紙上看不到除綠光外的其他顏色的光，故D錯誤。8．每年5月份，成都及周邊地區(qū)的農(nóng)民都有大量焚燒秸稈的現(xiàn)象。焚燒秸稈所產(chǎn)生的煙霧不僅對空氣的質量造成了嚴重的污染，威脅到人的健康，還影響了正常的航空及交通。為了對秸稈焚燒進行有效的監(jiān)控和治理，成都市氣象局利用了高科技幫手，通過衛(wèi)星遙感技術進行觀測以及時發(fā)現(xiàn)焚燒源。衛(wèi)星監(jiān)測焚燒源的主要依據(jù)（）A．對焚燒源進行拍照，從照片上直接看到焚燒源B．監(jiān)測焚燒源產(chǎn)生的煙霧，從煙霧的多少來確定焚燒源C．監(jiān)測焚燒源的顏色，從遙感照片的顏色來確定焚燒源D．監(jiān)測焚燒源的溫度，通過捕捉高溫物體發(fā)出的紅外線來確定焚燒源答案：D解析：因為衛(wèi)星距地面的距離非常遠，因此，無法通過照片直接看清焚燒源、煙霧，也不能通過顏色來準確判斷焚燒源。由于溫度不同的物體發(fā)出的紅外線的強弱不同，衛(wèi)星遙感和紅外線夜視儀都是利用感知物體發(fā)出的紅外線工作的。9．王勇同學在賓館飯店看到一種自動門，當有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復做了幾次實驗：當他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學根據(jù)探究實驗的結果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認為其中最合理的猜想是（）A．自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉B．自動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉C．自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉答案：C解析：分析時主要抓住“無色透明大玻璃板直立著滑向自動門時，門不打開”，思考玻璃板和足球、人相比有什么不同。玻璃板滑向門時，也會有聲音的發(fā)生，但門并沒有打開說明不是利用聲控裝置；玻璃板也會輻射出紅外線，但門沒有打開，說明不是探測物體發(fā)射出的紅外線，來實現(xiàn)自動開閉的；若是自動門發(fā)射紅外線，紅外線經(jīng)過玻璃會穿透過去，而紅外線是不能穿透足球和人。自動門就是根據(jù)能否穿透物體來實現(xiàn)自動開閉；玻璃板也可以通過空氣給自動門一個壓力，但玻璃板滑向自動門時，自動門并沒有打開說明不是利用空氣壓力來實現(xiàn)自動開閉的。二、填空題10．太陽光通過三棱鏡后，被分解成各種顏色的光，這是________現(xiàn)象，這個現(xiàn)象說明白光是由各種________組成的。答案：光的色散顏色的光解析：太陽光通過三棱鏡后，被分解成各種顏色的光，這是光的色散現(xiàn)象，這個現(xiàn)象說明白光是由各種顏色的光組成的。11．看電視時，如果用放大鏡觀察彩色電視機的熒光屏，就能看到________色、______色和______色的光點，這三種色光叫做色光的________。如果這三種色光用適當?shù)谋壤旌希梢院铣筛鞣N顏色的光。答案：紅綠藍三原色解析：紅、綠、藍色光用適當?shù)谋壤旌?，可以合成各種顏色的光。12．太陽光經(jīng)三棱鏡后在白色的屏上形成了一條彩色的光帶，當把非常靈敏的溫度計放在屏上紅光以外的位置，發(fā)現(xiàn)溫度會上升，說明這里也有能量輻射，只是人眼看不到，這樣的輻射就是________外線；在光譜的紫光以外，也有一種看不見的光，就是________外線。答案：紅紫解析：紅外線存在于紅光外側，紫外線存在于紫光外側。三、實驗探究題13．小明同學在家看電視時發(fā)現(xiàn)，當人站在電視