4.5光的色散教案2023-2024学年人教版物理八年级上册

人教版物理八年级上册第四章 第5节 光的色散 教案
1.通过观察生活中的一些现象，知道太阳光是由各种色光组成的
2.通过把太阳光分解为各种色光，了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的
3.通过观察图片掌握色光的三原色，了解色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩
4.通过阅读材料了解可见光谱，以及红外线与紫外线的应用
【重点】
光的色散、色光的复合，认识红外线、紫外线的存在．
【难点】
能用色光的混合知识解释五光十色的世界。红外线、紫外线在生活中的应用，防止紫外线过量照射给人们带来灾害．
课堂导入
雨后天空常会出现美丽的彩虹，那么你知道彩虹是怎样形成的吗？
知识点1光的色散
17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭开了光的颜色之谜。
1.光的色散现象
（1）演示：①让一束太阳光照射到三棱镜上。从三棱镜射出的光有什么变化？
现象：太阳光通过三棱镜偏折后照到白屏上，结果在白屏上出现一条彩色光带，光带的颜色依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。
②如果把这些色光再一次通过倒置的棱镜又会有什么变化？
现象：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光通过棱镜后又汇合成白光。
（2）归纳结论:
①太阳光（白光）不是单色光，而是由各种颜色的光混合而成的，是复色光。
②不同的单色光通过三棱镜时偏折的程度不同。
红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大，各单色光偏折的程度从小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
单色光和复色光
①单色光：白光或太阳光经三棱镜折射所分离出的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，因为这七种被分解的色光，即使再一次通过三棱镜也不会再分解为其它的色光，所以物理学中一般将这七种颜色的光叫做单色光。
②复色光：由“单色光”所混合成的光称为“复色光”。
2.色散的概念
太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫光的色散。
3.生活中的色散现象
在太阳光下吹出的泡泡
彩虹形成的原因：雨后的天空悬浮着大量的细小水珠，太阳光照射到这些小水珠上，经反射、折射后发生色散形成绚丽的彩虹。
如果这些色光刚好进入我们的眼睛，我们就能看到彩虹了。
做一做：太阳光的色散
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。在深盘中盛一些水，盘边斜放一个平面镜，使镜的下部浸入水中。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。
三棱镜色散实验的实质是光的折射。太阳光从空气射向三棱镜时发生了折射，折射光从三棱镜射向空气时再次发生折射，由于各种色光发生折射时的偏折程度不同，所以各种色光折射后就按一定的顺序分散开。
例题
“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞？”是一代伟人毛泽东有关彩虹的诗句，“彩练”即彩虹，彩虹是由光的色散现象形成的。
解析：太阳光通过空气中的小水珠时发生色散现象，使太阳光被分解成不同颜色的光。
知识点2色光的混合
1.光的三原色
（1）太阳光可以分解为七种单色光，但实际上大自然的色彩远比这七种颜色更丰富，这是因为将单色光按照不同比例混合时会产生各种不同颜色的光。
（2）人们发现，把红、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。
光的“三原色”——红、绿、蓝
注意：不能简单地认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如，红光和绿光能混合成黄光，但黄光通过三棱镜时并不能分散成红光和绿光。
2.色光的混合的应用
色光的混合在科学技术中有着非常广泛的应用，彩色电视机呈现的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。
彩色电视机的荧光屏上有很多微小的发光点，分别能发出红、绿、蓝三种色光，通过电路控制三种色光的强弱，就可混合出绚丽的色彩。
物体的颜色
物体呈现出不同的颜色是由物体对不同色光的作用决定的。
（1）透明物体的颜色
透明物体的颜色由该物体能透过的色光决定，例如，红色玻璃片呈红色，是因为它只能透过红色的光，其它色光被吸收。
（2）不透明物体的颜色
①不透明物体的颜色由该物体能反射的色光决定.例如，绿纸呈绿色,是因为它只反射绿色光，而其它色光被吸收。
②黑色物体吸收各种色光，不反射任何色光。
③灰色物体无差别地吸收并反射各种色光。如果反射的较多，则呈浅灰色；如果吸收的较多，则呈深灰色。
④白色物体反射所有的色光，不吸收任何色光。
足球上的黑色部分吸收各种色光，白色部分反射所有的色光。
3.大海和天空的颜色
海水本身无色透明，但太阳光进入海水中时，因为太阳光中的蓝光、紫光会被水中粒子阻挡、反射而均匀地发散到各个方向，其它色光则被吸收，所以我们的眼睛只看到了被散射出来的蓝光、紫光，因而大海看上去呈碧蓝色，同理，天空呈蔚蓝色也是大气散射了太阳光中的蓝光、紫光造成的。
例题
上世纪中叶科学家发明了红光LED和绿光LED，为与这两种LED组合，产生白色LED光源，日本科学家又探寻到一种LED，它是（C）
A.紫光LED
B.黄光LED
C.蓝光LED
D.橙光LED
解析：色光的三原色是红、绿、蓝，红光LED、绿光LED、蓝光LED组合能产生白色LED光源。
知识点3看不见的光
1.可见光谱
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，形成太阳的可见光谱。
在可见光谱的红光之外是红外线，紫光之外是紫外线，人眼都看不见，这部分光叫做不可见光。
2.红外线
（1）概念：把非常灵敏的温度计放在彩色光带的红光以外，温度计的示数仍会上升，说明这里也有光的辐射，我们把这种红光之外的看不见的辐射叫做红外线。物体的温度越高，辐射出的红外线越强。
（2）红外线的特性及应用：
①一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强。一个物体，当它的温度升高时，尽管看起来外表还跟原来一样，但它辐射的红外线却会增强。
人体生病的时候，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，有助于诊断疾病。
夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人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。
此外，还有红外线测温仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁具的自动控制等。
②红外线热作用强。各种物体吸收了红外线后温度都会上升。例如红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆 、浴室暖灯、红外线理疗仪。
③穿透云雾能力强。利用灵敏的红外探测器接收物体发出的红外线，再用电子仪器对接收到的信号进行处理，就可以显示出被测物体的形状和特征。例如：红外线高空摄像机。
④抗干扰能力强。电视机、空调等家电的遥控器前端有一个发光二极管。按下不同的键，发光二极管可以发出不同的红外线脉冲，以实现对电视机、空调等家电的控制。
2.紫外线
（1）概念：把感光胶片放在彩色光带紫光以外，我们发现胶片仍会感光，说明这里也有一种看不见的光。我们把这种紫光之外、看不见的光线叫做紫外线。
（2）特性及应用：
①化学作用。紫外线可使照相机胶片感光，因而可利用紫外线摄影。
②生理作用。紫外线可以促进人体维生素D的合成。
适当照射紫外线有助于人体合成维生素D，维生素D能促进身体对钙的吸收，对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。
紫外线能杀死微生物，可用紫外线灯灭菌、治疗皮肤病等。
医院、饭店中常用紫外线灯来灭菌
③荧光效应。能使荧光物质发光，可以鉴别古字画、人民币、商标的真伪。
（3）紫外线的危害：
①过量的紫外线能伤害人的皮肤，轻则使皮肤粗糙，重则诱发皮肤癌。
电焊的弧光中有强烈的紫外线，因此电焊工人在工作时必须穿好防护服，戴好防护面罩。
②太阳光是天然紫外线的来源，太阳光中有大量的紫外线，如果这些紫外线全部到达地面，地球上的生物将不能生存，但太阳光中的紫外线大部分没能到达地面。
这是因为大气层上部的臭氧层有吸收太阳光中紫外线的特性，大部分紫外线都被臭氧层吸收了，保护了地球生物不受紫外线的伤害，因而保护地球臭氧层不被破坏具有重要的意义。
红外线与紫外线的区别
1.红外线、红光、紫外线、紫光是不同的，红外线、紫外线都是看不见的光，而红光、紫光是可见光。
2.红外线和紫外线也是光，也遵循光的传播规律。在均匀的同种介质中，红外线和紫外线也是沿直线传播的；若遇到反射面，也会发生反射，且反射时都遵循光的反射定律。
例题
绝大多数鱼类的体温与周围水温相同。然而，生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高，为证实这一点，可对水中月鱼进行拍照，应选用的器材是（ ）
A.红外照相机
B.可见光照相机
C.紫外光成像仪
D.超声波成像仪
答案：A
解析：由红外线的特点可知，红外线具有热效应，一切物体都会向外辐射红外线，温度越高的物体辐射出的红外线越强。生活在海水中的月鱼，其体温比周围水温高，则其辐射的红外线会强一些，为证实这一点，可利用红外照相机对其进行拍照，以达到对比的效果。
课堂小结
随堂检测
1.如图所示的现象中，属于光的色散现象的是（ ）
A．放大镜把字放大
B．钢勺在水面处“折断”
C．喷泉上方出现彩色光带
D．景物在水中形成“倒影”
2.电视机的各种色彩是由三种色光混合而成的，这三种色光是（ ）
A.绿白红
B.红黄蓝
C.红绿蓝
D.红黄绿
3.下列光现象与其成因对应正确的是（ ）
A.雨后彩虹——光的色散
B.鱼翔浅底——光的直线传播
C.小孔成像——光的反射
D.镜花水月——光的折射
4.关于光现象，下列说法中不正确的是（ ）
A．阳光下随风飘扬的红旗呈现红色，是因为红旗反射了红色光
B．验钞机能辨别钞票的真伪，是利用紫外线的热作用
C．人眼能看到平面镜成的虚像，是由于经平面镜反射的光线射入眼睛
D．海市蜃楼是由于空气分布不均匀导致光发生折射而产生的现象
5.关于红外线和紫外线，下列说法正确的是（ ）
A.红外线在真空中传播的速度比紫外线大
B.电视遥控器是利用红外线遥控的
C.阳光具有杀菌作用，主要得益于紫外线
D.紫外线不可以在真空中传播
答案：1-4、 C C A B 5、BC