沪科版初中物理八年级全册 4.4 光的色散 教案

光的色散
【教学目标】
1.知识与技能
（1）了解光的色散现象。知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。
（2）知道光的混合，光的三基色是“红、绿、蓝”。
（3）知道透明物体只透过相同颜色的光，不透明的物体只反射相同颜色的光。
2.过程与方法
（1）通过实验探究、观察光的色散现象，体验实验是研究物理问题的重要方法。
（2）通过实验探究色光的混合，获得相关知识，体验探究的过程和方法。
（3）通过实验探究物体的颜色，观察、归纳相关规律。
3.情感态度与价值观
（1）通过体验和观察实验现象，培养学生实事求是的科学精神。
（2）通过探究活动，获得成功的快乐，也培养了学生合作与交流的意识和能力。
（3）类比色光混和多频率的声音，树立自然界中事物多样性和统一性的辩证观点。
【教学重点】光的色散、物体的颜色。
【教学难点】 光的色散、色光混合的实验探究、物体的颜色。
【教学方法】 讲授法、观察法、实验探究法。
【教学准备】
1.自制教具：水三棱镜、光的色散实验仪、水雾旋转光的混合演示仪、多功能铁架台（演示色散用）、物体的颜色演示箱、颜色分拣机器人、红外无障碍玩具车等。
2.演示教具：投影仪、三棱镜（2只）、水三棱镜、平面镜（3个）、光混合演示仪、红绿蓝三种色光手电筒、激光笔、多功能铁架台、物体的颜色演示箱、颜色分拣机器人、红外无障碍玩具车等。
3.学生器材：自制光的色散实验仪（20组）、三基色合成实验仪（20套）；各种颜色的透光片、白光手电筒、平板电脑等人手一份。
4.网络平台：福建省教育资源网，“家校帮”、“教学助手”、“移动课堂”和各APP软件等。
【教学过程】
一、引入新课
同学们，老师给大家带来一个智能机器，它就是“颜色分拣机器人”，想不想让它露一手呢？这里有红绿蓝三种模块，随机选择一种模块，进行分拣展示，这也是老师在咱们学校机器人工作室的习作。同学们，人工智能是一个系统工程，但它离不开基础教育，更离不开基本知识，本节课我们就从相关的色光和颜色的基本知识进行讲解吧！
二、新课教学
（一）光的色散
我们就从天天见到的白光说起，太阳光是白光，日光灯发出的光也是白光。可是，白光的本质是什么呢？白光是不是纯净的单色光呢？早在350年前的牛顿和笛卡尔两人就为此争论得如火如荼。
于是，牛顿做了一个实验。他在暗室里的墙壁上挖了一个小孔，让一束白光射入三棱镜。一个横截面为三角形的玻璃制品，我们把它称为三棱镜的光学仪器。它的光路图如何？请大家完成《课堂活动记录单》第1题，复习上节课我们学习“光的折射”光路图，完成后拍照上传。
[学生活动1]完成三棱镜光路图。
检查上传的作业，由图可知，如果白光是纯净的，经过三棱镜两次折射后，也应该是白光。实践是检验真理的唯一标准，请每个小组利用桌上的这套自制器材（如图1），打开手电筒，让白光对准狭缝，缓慢转动手电筒，调整合适的角度，合适的距离，观察现象并记录。请开始做实验。
[学生活动2] 光的色散。
请耐心尝试，细致观察，哪怕发现一丁点彩色也算实验成功，拍照上传。
实验的事实是白光变成彩色的光。由此说明了，白光不是单纯的光，可是笛卡尔却不这么认为，他还是坚持白光是最纯洁的，是光的本色，那些通过三棱镜后的色光只是光的变种。如果你是牛顿，那你接下来将怎样证明呢？
[教师演示1] 后来，牛顿再做了两个实验（如图2），他让经过三棱镜分解后的某一色光再经过第二个三棱镜，若该色光不再分解，说明它是单色光。牛顿接着做了第三个实验，他把分解出来的所有色光再统统经过第二个三棱镜，如果又变成一束白光，那说明白光就是复色光。
牛顿的科学态度和方法很值得我们学习，是牛顿第一次用逻辑关系严密的三个实验事实，让人们无可辩驳地，确信白光就是复色光。白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的现象称为光的色散现象。
[视频]水雾环境下太阳光的色散（图3）。
是不是只有玻璃三棱镜才可以发生光的色散呢？
[教师演示2]水三棱镜（图4）色散实验。
这说明了白光不仅仅是通过玻璃三棱镜才可以发生色散，通过水三棱镜也可以发生光的色散现象。讲到水三棱镜，联想到小水滴，你就会联系到哪种自然现象呢？——彩虹，那谁能试着解释一下，彩虹是怎样产生的呢？通常情况，怎样才能见到彩虹呢？
[学生活动3]利用信息化平台，随机挑人，观看消声动画同步解释。
[视频]彩虹是怎样产生的（动画）。
彩虹是太阳光传播中被悬浮在空气中的小水滴色散而产生的，如果这些色光刚好进入我们的眼睛，就可以看到彩虹了。
（二）光的混合
刚才我们发现，白光通过三棱镜分解为七色光，再经过另一个三棱镜后，七色光又可以复合成白光，这种现象我们称为光的混合。那么，各种色光的混合又有什么规律呢？让我们也一起来探究一下吧！
[学生活动4]光的混合。
每两个人一小组，利用桌上组装好的“三基色合成实验仪”。只打开红光和绿光按钮，观察现象并记录。再依次打开红光和蓝光、蓝光和绿光、红光蓝光绿光按钮，观察现象并填写在记录单的表格中，拍照上传。
[教师演示3]光的混合（图5）。
1.在黑色背景的幻灯片中，依次画上红、绿、蓝三个圆，通过投影仪和平面镜投射在白纸上，调节平面镜的角度，进行两种或三种色光的混合。强度相同的色光组合，引起的视觉可以用下面公式表示：红绿＝黄，红＋蓝＝紫，蓝＋绿＝靛，红＋绿＋蓝＝白。
2.用红绿蓝三种色光手电筒发出的色光进行混合。改变不同色光的强度可以获得不同色光，即改变不同色光的比例，可以获得各种色光。
3.利用自制的水雾旋转效果的光混合演示仪，展示舞台色光渲染效果。
[学生活动5]学生评论，利用网络平台“弹幕”反馈，学生很震憾！
是牛顿经过纷繁的实验和计算，最后得出了一个结论：七种色光中只有红、绿、蓝三种色光无法被分。人们还发现，用红、绿、蓝三种色光可以混合成各种色光，而红、绿、蓝三种色光是无法用其它颜色的光混合而成。因此，红、绿、蓝则被称为“光的三基色”
电视机屏幕上为什么会出现那么丰富图像呢？根据三基色混合的道理，我们也就懂得彩色电视机的原理。同学们回去可以用一个放大镜近距离的观察彩色电视，看能观察到什么现象。
光的三基色混合道理和大多数声音一样也是由多频率组成的。这一事实再次证明了自然界中事物多样性和统一性的辩证观点。
（三）物体的颜色
三基色可以混合成各种色光，但物体多数不是光源，那么它们为什么会有各种颜色呢？自然界的物体通常有透明和不透明两大类。
1.透明物体的颜色
[学生活动6]白光照射不同颜色的透明玻璃，观察透过的颜色。
请大家拿上白光手电筒和各种颜色的透明玻璃纸，尝试着让白光打在各种颜色的透明玻璃纸上，让现象呈现在天花板上。并回答：
红色玻璃纸能通过红光；
绿色玻璃纸能通过绿光；
蓝色玻璃纸能通过蓝光。
拓展：你怎么获得不同颜色的？不同颜色的光照射在彩色玻璃上有什么现象？
可利用刚才的实验获得，也可只打开三基色合成仪的某一色光，观察实验现象。
[学生活动7]透过不同颜色的透明玻璃，观察物体颜色。
请大家拿上各种颜色的玻璃片，透过透明玻璃，观察周围物体。并回答：
透过红色玻璃纸看物体，物体呈现红色；
透过绿色玻璃纸看物体，物体呈现绿色；
透过蓝色玻璃纸看物体，物体呈现蓝色。
结论：透明物体的颜色由它透过的色光决定。
2.不透明物体的颜色
我们为什么可以看到这个红色的箱子？
因为白光照射到箱子上，它反射的红光线进入我们的眼睛，所以我们可以看到红色的箱子。
我们看到的是红色箱子，说明它只能反射红光，那么其它颜色的光呢？
其它颜色的光被吸收了。
[教师演示4]
（1）我们把红色的西红柿和绿色的青椒放入黑箱内，在箱上方开个小孔，用手机录像，白板屏幕展示，为什么拍摄不到黑箱内的西红柿和青椒呢？
因为箱内没有光线进入摄像机镜头。
（2）分别打开黑箱中的红、绿、蓝三种色光手电筒，通过摄像在屏幕上观察现象。
只打开红光，青椒是黑色的，西红柿更鲜艳了。
只打开绿光，西红柿是黑色的，青椒更鲜艳了。
只打开蓝光，西红柿、青椒都是黑色的。
只打开白光，红色的西红柿是红色的，绿色的青椒是绿色的。
结论：不透明物体只反射与它颜色相同的光。
（3）分别打开红、绿、蓝三种色光射在黑箱内的白纸上。
白纸能呈现各种色光。
（4）分别打开红、绿、蓝三种色光射在黑箱内的黑纸上。
黑纸总是黑色的。黑色吸收所有光，黑色不反射光线。
（5）取出箱内绿色的青椒，在教室中用红光照青椒，为什么不是黑色的？
因为教室中有白光。
[学生活动8]
[思考]白色阳光下的世界为什么是彩色的世界？
因为白光由各种色光组合而成。不透明物体反射和自身颜色相同的色光，吸收其他色光；透明物体能透过和自身颜色相同的色光，吸收其他色光。可见，物体的颜色由它反射或透过的色光决定。
[学生活动9]检测是否色盲。
是不是所有人都能看到各种各样的颜色呢？
请看屏幕上的3个图案，辨别图样，检测你的眼睛对颜色的感知能力。
最后，回到课前给大家展示的“颜色分拣机器人”，请利用本节课所学知识回答它的工作原理？
它能感受到反射给它的各种颜色的光，也就能够辨别各种物体的不同颜色，因此能把各种颜色的物体进行分类。
教师再展示“红外无障碍玩具车”习作，指引学生进一步去探索不可见光的奥秘！
【课堂小结】本节你有什么收获？
【课堂练习】利用信息化平台，在线检测，统计掌握情况，适当点评。
【课后作业】校本练习。
【板书设计】
光的色散
一、光的色散
白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的现象。
光的混合
光的三基色：红、绿、蓝
三、物体的颜色
1.透明物体：只反射相同颜色的光
2.不透明物体：只透过相同颜色的光
【教学反思】教师课后完成。