2.4 光和顏色（解析版）

2.4光和顏色【思維導(dǎo)圖】【知識(shí)點(diǎn)全掌握】一、光源定義：自身能夠發(fā)光的物體叫光源，也叫發(fā)光體對(duì)光源的理解光源是指自身能夠發(fā)光的物體，太陽(yáng)、發(fā)光的電燈、點(diǎn)燃的蠟燭燈都是光源有些物體本身不能發(fā)光，但由于它們能反射太陽(yáng)光或其他光源發(fā)出的光，好像它們也在發(fā)光一樣，不要誤認(rèn)為這些物體是光源，如月球二、光的傳播光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。如果介質(zhì)不是同種或不均勻，光的傳播方向?qū)?huì)發(fā)生改變例如，早晨太陽(yáng)還在地平線以下時(shí)，我們就看到了它，是因?yàn)榇髿鈱硬痪鶆?，不均勻的大氣層使光的傳播路徑變彎了光線：為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶箭頭的直線表示光的傳播路線和方向，這樣的直線叫光線光沿直線傳播的現(xiàn)象影子的形成：光的傳播過(guò)程中，遇到不透明的物體，在物體后面光不能到達(dá)的區(qū)域便形成一個(gè)陰暗區(qū)域，即物體的影子日食：當(dāng)月球轉(zhuǎn)到地球和太陽(yáng)之間，并且在同一直線上時(shí)，月球就擋住了射向地球的太陽(yáng)光，形成日食（如下圖左）月食：當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)到月球和太陽(yáng)之間，并且在同一直線上時(shí)，地球就擋住了射向月球的太陽(yáng)光，形成月食（如下圖右）小孔成像：光源上部發(fā)出的光線，由于光的直線傳播，通過(guò)小孔后，射到了下部；光源下部發(fā)出的光線，由于光的直線傳播，通過(guò)小孔后，射到了上部，就形成了相對(duì)于光源倒立的像光沿直線傳播的應(yīng)用：士兵設(shè)計(jì)瞄準(zhǔn)；站隊(duì)時(shí)隊(duì)列排直；木工檢查木板是否平直；挖掘隊(duì)利用激光準(zhǔn)直儀挖掘隧道三、光速光在真空中的傳播速度：真空中的光速是宇宙間最快的速度，在物理學(xué)中用字母c表示，c=3×108m/s光在其他介質(zhì)中的傳播速度：光在空氣中的速度十分接近光在真空中的速度，可視為c=3×108m/s，光在水中的傳播速度約為34c，光在玻璃中的傳播速度約為23c（即V氣＞V由于光的速度比聲音的速度（340m/s）大得多，打雷下雨時(shí)，雷聲和閃電是同時(shí)發(fā)生的，但是我們總是先看到閃電，后聽(tīng)到雷聲附：聲、光傳播的比較現(xiàn)象特點(diǎn)傳播速度光的傳播在透明物質(zhì)中傳播在透明物質(zhì)中比在真空中傳播速度小，在真空中傳播最快，為c=3×108m/s在真空中傳播聲的傳播在固體、液體、氣體中傳播在一般情況下，在固體中傳播比液體中快，在液體中比氣體中快。聲音在15℃空氣中的傳播速度為340m/s在真空中不能傳播四、光的色散單色光和復(fù)色光單色光：不能再分解的光復(fù)色光：由單色光混合而成的光色散色散現(xiàn)象：讓一束白光照射到三棱鏡上，通過(guò)三棱鏡偏折后照到白屏上，在白屏上形成一條彩色光帶，顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛（diàn）、紫光的色散現(xiàn)象說(shuō)明白光是由各種色光混合而成的，是復(fù)色光不同的單色光通過(guò)棱鏡時(shí)，偏折的程度是不同的，紅光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大五、物體的顏色物體的顏色透明物體的顏色是由它透過(guò)的色光決定的。只透過(guò)紅色光的玻璃我們看到它是紅色的，只透過(guò)綠色光的玻璃我們看到它是綠色的不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的白色物體反射所有射到它表面的色光，所以感覺(jué)是“白色的”；黑色物體能吸收所有射到它表面的色光，眼睛接收不到來(lái)自它的反射光，所以感覺(jué)是“黑色”的光的三原色：紅、綠、藍(lán)三種色光按不同的比例混合可以產(chǎn)生各種不同的色光，紅、綠、藍(lán)三種色光叫光的三原色六、看不見(jiàn)的光可見(jiàn)光譜：三棱鏡把太陽(yáng)光分解成不同顏色的光，它們按照一定的順序排列，形成可見(jiàn)光譜紅外線在可見(jiàn)光譜的紅光以外存在著一種人眼看不見(jiàn)的光，叫紅外線一切物體都在不停地輻射紅外線，物體的溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)紅外線的特性及應(yīng)用熱作用強(qiáng)：紅外線烘烤；紅外線取暖；醫(yī)療上紅外線診斷穿透云霧能力強(qiáng)：紅外線遙感，可利用該技術(shù)勘測(cè)地?zé)峥捎脕?lái)進(jìn)行遙控：家用電器的遙控器紫外線在可見(jiàn)光譜的紫光以外有一種看不見(jiàn)的光，叫紫外線紫外線的特性紫外線的化學(xué)作用強(qiáng)，很容易使照片底片感光紫外線的生理作用強(qiáng)，能消毒滅菌紫外線具有熒光效應(yīng)，可用來(lái)鑒別字畫(huà)和人民幣的真?zhèn)芜m量的紫外線照射有利于人體健康，過(guò)量則會(huì)誘發(fā)皮膚癌【例題精析】例1．在杭州太子灣公園里，小徐將照相機(jī)鏡頭對(duì)準(zhǔn)一株綠葉藍(lán)花的郁金香，為追求某種藝術(shù)效果他想拍攝一組黑葉黑花的照片，則小徐選擇的濾色鏡的顏色（）A．無(wú)色 B．綠色 C．紅色 D．藍(lán)色【解答】解：A、濾色鏡如果是無(wú)色的，所有色光都能通過(guò)，所以得到的照片是綠葉藍(lán)花的郁金香，故A錯(cuò)誤；B、濾色鏡如果是綠色的，綠光能夠通過(guò)，藍(lán)光不能通過(guò)，所以得到的照片是綠葉黑花的郁金香，故B錯(cuò)誤；C、濾色鏡如果是紅色的，綠光和藍(lán)光都不能通過(guò)，所以得到的照片是黑葉黑花的郁金香，故C正確；D、濾色鏡如果是藍(lán)色的，綠光不能通過(guò)，藍(lán)光能夠通過(guò)，所以得到的照片是黑葉藍(lán)花的郁金香，故D錯(cuò)誤。故選：C。例2．舞臺(tái)上一位演員身穿白色上衣、紅色褲子。如果燈光師用綠色追光燈照射他，那么你在臺(tái)下看到這位演員的服裝顏色是（）A．上衣和褲子都是綠色 B．上衣是白色，褲子是綠色 C．上衣是綠色，褲子是黑色 D．上衣和褲子都是黑色【解答】解：不透明物體的顏色，是由它反射的色光決定的；白色的物體是因?yàn)樗瓷渌猩怙@白色，黑色物體吸收各種色光顯黑色；當(dāng)舞臺(tái)燈光為綠色時(shí)，白色的上衣就只能反射綠色，觀眾看演員上衣就為綠色；紅色褲子只能反射紅色，照射來(lái)的綠光被它吸收，沒(méi)有光從褲子上反射出來(lái)，即沒(méi)有光進(jìn)入觀眾的眼睛，觀眾則感覺(jué)褲子為黑色。故選：C。例3．在“春色滿園關(guān)不住，一枝紅杏出墻來(lái)”這句詩(shī)中，請(qǐng)用光學(xué)知識(shí)解釋杏花呈現(xiàn)紅色的原因（）A．杏花能發(fā)出紅光 B．杏花能吸收紅光 C．杏花能反射紅光 D．杏花能反射所有色光【解答】解：杏花是不透明的物體，它的顏色由杏花反射的色光決定的，看到杏花呈現(xiàn)紅色，說(shuō)明杏花反射紅色光，故C正確。故選：C。例4．在一張白紙上用紅色水彩筆寫(xiě)上紅色的“E”字。當(dāng)你通過(guò)紅色玻璃觀察寫(xiě)在這張白紙上的“E”字時(shí)，觀察到的現(xiàn)象是（）A．清晰的紅色“E”字 B．清晰的黑色“E”字 C．清晰的紅底白色“E”字 D．幾乎看不出“E”字【解答】解：透明物體只能透過(guò)與自己相同的色光。因此只有紅光才能通過(guò)紅色的玻璃，白紙上由于只有紅光落在上面，則白紙也只能反射紅光，呈現(xiàn)紅色，而白紙上的字也是紅色的，所以會(huì)幾乎看不出來(lái)。故選：D。例5．如圖，一束太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡射到貼有藍(lán)紙的光屏上，則藍(lán)色光屏上看到的顏色是（）A．有各種顏色 B．只有藍(lán)色 C．有藍(lán)色和黑色 D．有除藍(lán)色外的其他顏色【解答】解：一束太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡后，分解為絢麗的七色光，七色光的排列依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫；但若照射到藍(lán)紙上后，由于藍(lán)紙只能反射藍(lán)光，所以藍(lán)紙把藍(lán)光反射回來(lái)，把其他的色光都吸收了，故光屏上只有藍(lán)光。故選：B。例6．2015年5月9日我國(guó)多地出現(xiàn)日暈奇觀，如圖為日暈的景象。在5000m的高空，水蒸氣遇冷形成小冰晶，太陽(yáng)光照射小冰晶后，分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光，這樣太陽(yáng)周圍就出現(xiàn)一個(gè)巨大的彩色光環(huán)，稱為“暈”，下列說(shuō)法正確的是（）A．形成小冰晶是凝固現(xiàn)象 B．形成小冰晶過(guò)程需要吸熱 C．太陽(yáng)光照射小冰晶后分解為七色光是光的色散現(xiàn)象 D．七色光是由小冰晶反射太陽(yáng)光產(chǎn)生的【解答】解：A、水蒸氣遇冷形成小冰晶是凝華現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B、水蒸氣遇冷形成小冰晶需要放熱，故B錯(cuò)誤；C、太陽(yáng)光照射小冰晶后通過(guò)折射分解為七色光，是光的色散現(xiàn)象，故C正確；D、七色光是由小冰晶折射太陽(yáng)光產(chǎn)生的，而不是光的反射形成的。故D錯(cuò)誤。故選：C。例7．中國(guó)科技館里有一個(gè)“顏色屋”，如圖甲所示，屋內(nèi)擺放著各色物品。（1）“顏色屋”內(nèi)的燈光顏色會(huì)在白、紅、藍(lán)、綠之間變化，家具在不同顏色燈光的照下，呈現(xiàn)出的色彩是變化的。（選填“變化”或“不變”）（2）圖乙為白光通過(guò)三棱鏡后發(fā)生色散現(xiàn)象，這說(shuō)明白光是由多種單色光組成的；（3）在各種色光中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短。紅光能傳得很遠(yuǎn)，因此用紅燈表示危險(xiǎn)的信號(hào)效果明顯。紅光的波長(zhǎng)在630nm至780nm之間。則630nm＝6.3×10﹣7m?！窘獯稹拷猓海?）不同物體的顏色是由其反射的色光所決定的，所以“顏色屋”內(nèi)的燈光顏色會(huì)在白、紅、藍(lán)、綠之間變化，家具在不同顏色燈光的照射下，呈現(xiàn)出的色彩是變化的；（2）太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)棱鏡時(shí)，在光屏上看到紅橙黃綠藍(lán)靛紫七種色光的色帶；太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡分散成七種色光，這種現(xiàn)象是光的色散。太陽(yáng)光能分解成七種色光，說(shuō)明白光是由多種單色光組成的；（3）因?yàn)?nm＝10﹣9m，所以630nm＝630×10﹣9m＝6.3×10﹣7m；故答案為：（1）變化；（2）多種單色光；（3）6.3×10﹣7；【鞏固提高】一．選擇題（共11小題）1．下列關(guān)于光的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．可見(jiàn)光譜由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成 B．在光的色散現(xiàn)象中，紫光偏折得最厲害 C．白熾燈發(fā)出的是復(fù)色光 D．蠟燭火焰發(fā)出的是單色光【解答】解：A、白光通過(guò)三棱鏡時(shí)，因?yàn)椴煌伾墓馔ㄟ^(guò)玻璃時(shí)偏折的角度不同，白光通過(guò)三棱鏡分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光，故A正確；B、棱鏡對(duì)不同色光的偏折程度不同，其中對(duì)紅光的偏折程度最小，對(duì)紫光的偏折程度最大，故B正確；CD、白熾燈光、白熾燈光和陽(yáng)光可以被再次分解，都是多種單色光混合而成的，故C正確；D錯(cuò)誤。故選：D。2．如圖所示，把一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)分成八部分，用彩色筆交替涂上藍(lán)色和黃色。如果快速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，看到盤(pán)面的顏色可能是（）A．藍(lán)色 B．黃色 C．白色 D．黑色【解答】解：紅光和綠光混合是黃色，而黃光和藍(lán)光混合，即相當(dāng)于紅、綠、藍(lán)三種原色混合在一起，所以是白色。故選：C。3．夏季，雨后天空中有大量的小水滴，在太陽(yáng)光的照射下常會(huì)出現(xiàn)如圖所示的彩色光帶，就該情景中的現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（）A．小水滴相當(dāng)于三棱鏡，只對(duì)光起反射作用 B．太陽(yáng)光是單色光 C．彩虹是由光的直線傳播形成的 D．彩虹的形成是光的色散現(xiàn)象【解答】解：（1）小水滴相當(dāng)于三棱鏡，對(duì)光起反射和折射作用，故A錯(cuò)誤；（2）雨過(guò)天晴時(shí)，常在天空出現(xiàn)彩虹，這是太陽(yáng)光通過(guò)懸浮在空氣中細(xì)小的水珠折射而成的，白光經(jīng)水珠折射以后，分成各種彩色光，這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象，所以說(shuō)雨后的天空出現(xiàn)彩虹是由光的色散形成的。故D正確，BC錯(cuò)誤。故選：D。4．戴藍(lán)色眼鏡看白紙，白紙變成藍(lán)色是因?yàn)椋ǎ〢．白紙發(fā)射來(lái)的光通過(guò)眼鏡，被眼鏡染上藍(lán)色 B．白紙只能反射藍(lán)色的光 C．藍(lán)色眼鏡擋住了白紙反射光中的藍(lán)色光 D．藍(lán)色眼鏡只能透過(guò)白紙反射光中的藍(lán)色光【解答】解：太陽(yáng)光包括紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光，太陽(yáng)光照射白紙時(shí)，白紙反射太陽(yáng)光的七種色光；當(dāng)七種色光射向透明的藍(lán)色眼鏡片時(shí)，透明的藍(lán)色眼鏡片只讓藍(lán)光通過(guò)，其他的顏色被透明的藍(lán)色眼鏡片吸收，只有藍(lán)光通過(guò)鏡片進(jìn)入人的眼睛，人感覺(jué)白紙變成藍(lán)色，綜上所述，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。5．如圖所示，將一束太陽(yáng)光投射到玻璃三棱鏡上，在棱鏡后側(cè)光屏上的AB范圍內(nèi)觀察到了不同顏色的光，則（）A．A處應(yīng)是紫光 B．只有AB之間有光 C．將照相底片放到AB范圍B的外側(cè)，底片不會(huì)感光 D．將溫度計(jì)放到AB范圍A的外側(cè)會(huì)看到溫度上升很快【解答】解：（1）由于不同顏色的光的波長(zhǎng)不同，通過(guò)三棱鏡的折射程度不同，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(lán)、靛、紫的色帶，因此A處為紅光，B處為紫光；故錯(cuò)誤（2）紅外線和紫外線都屬于不可見(jiàn)光，A的外側(cè)是紅外線，溫度計(jì)放到這個(gè)地方，溫度計(jì)的示數(shù)會(huì)明顯升高；故B錯(cuò)誤，D正確；（3）B的外側(cè)是紫外線，將涂有熒光物質(zhì)紙條放到這個(gè)地方，熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光，故C錯(cuò)誤。故選：D。6．小明在學(xué)習(xí)“光的傳播”時(shí)，看到老師的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，過(guò)程如下：①用激光筆射向水中，觀察到光線是一條直線（如圖）；②在A點(diǎn)處用漏斗向水中慢慢注入海波溶液，觀察到光線發(fā)生了彎曲；③經(jīng)攪拌后，觀察到光線又變直。小明根據(jù)上述現(xiàn)象得出的結(jié)果，正確的是（）A．光的傳播需要介質(zhì) B．光只有在水中才沿直線傳播 C．光在海波溶液里不能沿直線傳播 D．光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播【解答】解：從①中我們發(fā)現(xiàn)光在水中沿直線傳播；而②中的光線不再沿直線傳播不同于①的是介質(zhì)不再均勻，③現(xiàn)象中的光線又沿直線傳播，是由于經(jīng)攪拌后，介質(zhì)又變得均勻，故可以得出，光在同一種均勻介質(zhì)中才沿直線傳播。故選：D。7．如圖所示，小明將一塊紅色透明玻璃片甲和一塊綠色透明玻璃片乙部分重疊，然后在正下方放置一張白色紙板，將太陽(yáng)光豎直照射到玻璃片上則白色紙板上各區(qū)域所呈現(xiàn)的顏色，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．區(qū)域Ⅰ為紅色 B．區(qū)域Ⅱ?yàn)榘咨?C．區(qū)域Ⅱ?yàn)楹谏?D．區(qū)域Ⅲ為綠色【解答】解：太陽(yáng)光由紅橙黃綠藍(lán)靛紫七種色光組成。A、甲是紅色透明玻璃片，甲只能讓太陽(yáng)光中的紅光通過(guò)，所以區(qū)域Ⅰ為紅色，故A正確。D、乙是綠色透明玻璃片，乙只能讓太陽(yáng)光中的綠光通過(guò)，所以區(qū)域Ⅲ為綠色，故D正確。BC、區(qū)域Ⅱ上方是透明紅玻璃片和透明綠玻璃片重疊的部分，不能讓任何色光通過(guò)，所以區(qū)域Ⅱ?yàn)楹谏?，故C正確，B錯(cuò)誤。故選：B。8．如圖所示，一細(xì)束綠光經(jīng)三棱鏡折射后，在光屏上a點(diǎn)處形成一個(gè)綠色光斑?，F(xiàn)保持入射光位置及方向不變，僅將綠光改為紅光，以下說(shuō)法正確的是（）A．保持光屏位置不變，紅色光近仍在a點(diǎn)處 B．保持光屏位置不變，紅色光斑在a點(diǎn)下方 C．將光屏向左平移，紅色光仍可落在a點(diǎn)處 D．將光屏向右平移，紅色光斑仍可落在a點(diǎn)處【解答】解：不同色光經(jīng)三棱鏡折射時(shí)的偏折能力不同，綠光的偏折能力比紅光要強(qiáng)，因此，在本實(shí)驗(yàn)中，保持入射光位置及方向不變，僅將綠光改為紅光，則紅光偏折能力弱，其光斑會(huì)在a的上方；如果將光屏向左平移，紅色光會(huì)落在a點(diǎn)更偏上的位置，相反，如果將光屏向右平移，紅色光斑則向下移動(dòng)，仍可落在a點(diǎn)處。故只有選項(xiàng)D說(shuō)法正確。故選：D。9．秋天是蘋(píng)果收獲的季節(jié)。為了提高果品質(zhì)量，果農(nóng)朋友會(huì)在果樹(shù)下鋪一層銀色地膜，這樣能使蘋(píng)果的紅色度提高約1倍。對(duì)此，以下說(shuō)法正確的是（）A．蘋(píng)果吸收了紅色光，所以看起來(lái)是紅色 B．在漆黑的夜晚，紅蘋(píng)果能發(fā)出紅光 C．蘋(píng)果樹(shù)下鋪地膜是為了吸收太陽(yáng)光 D．蘋(píng)果樹(shù)下鋪地膜是為了反射太陽(yáng)光【解答】解：A、蘋(píng)果吸收了其它色光，反射紅光，所以我們看到蘋(píng)果是紅色的。故A錯(cuò)誤；B、蘋(píng)果不是光源，不能發(fā)光。故B錯(cuò)誤；CD、在蘋(píng)果樹(shù)下鋪設(shè)銀色地膜，反光地膜能強(qiáng)烈反射太陽(yáng)輻射，增加光效，提高光合效率，可使蘋(píng)果著色均勻，提高產(chǎn)品質(zhì)量。故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。10．藝術(shù)節(jié)上，小明他們班女生穿白色上衣，藍(lán)色裙子在舞臺(tái)上表演。當(dāng)紅光照在演員身上時(shí)，觀眾看到她們的（）A．上衣為白色，裙子為黑色 B．上衣為紅色，裙子為藍(lán)色 C．上衣為白色，裙子為紅色 D．上衣為紅色，裙子為黑色【解答】解：紅光照在白上衣上，由于白上衣可以反射紅光，白上衣反射的紅光進(jìn)入觀眾的眼中，所以觀眾看到上衣就是紅色的；藍(lán)裙子只能反射藍(lán)光，不能反射紅光，紅光照在藍(lán)裙子上被吸收，觀眾看到的裙子是黑色的。故選：D。11．下面是關(guān)于光的色散的一些說(shuō)法，其中正確的是（）A．植物的葉子是綠色的，說(shuō)明植物的光合作用主要是利用太陽(yáng)光譜中的綠色光 B．課室里的紫外線消毒燈在工作時(shí)，發(fā)出紫色的光，說(shuō)明紫外線是紫色的 C．三棱鏡可以把白光分解成不同顏色的光，說(shuō)明白光是最單純的光 D．一個(gè)物體，當(dāng)它的溫度升高時(shí)，這個(gè)物體輻射的紅外線就會(huì)增強(qiáng)【解答】解：A、植物的葉子是綠色的，說(shuō)明植物的光合作用主要是利用太陽(yáng)光譜中的綠色光之外的光，故A錯(cuò)誤；B、紫外線消毒燈在工作時(shí)，紫外線是看不見(jiàn)的，故B錯(cuò)誤；C、太陽(yáng)光通過(guò)棱鏡后被分散為各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散，說(shuō)明了白光是由多種色光混合而成的，故C錯(cuò)誤；D、一個(gè)物體溫度升高時(shí)，物體輻射的紅外線就會(huì)增強(qiáng)，故D正確。故選：D。二．填空題（共3小題）12．一束太陽(yáng)光射到小李拿的三棱鏡上，經(jīng)過(guò)三棱鏡折射（選填：“反射”或“折射”或“直線傳播”）后，在綠屏AB上得到綠色光，如圖?！窘獯稹拷猓阂皇?yáng)光射到三棱鏡上，經(jīng)過(guò)三棱鏡折射后可以分散成七種顏色的光，如果投射到一塊綠色的屏幕上，綠色屏幕屬于不透明的物體，則在綠屏上得到綠色光；故答案為：折射；綠。1