光的色散

整体设计

本节学习光的色散。学习本节内容需要光的反射、光的折射等知识为基础，进一步学习因不同单色光折射本领不同引发的光的色散现象、三原色光、看不见的光。

学生在日常生活中见到过各种颜色，而对彩虹类的现象见之不多，对其成因较难理解。通过小组实验、讨论、交流，知道有复色光与单色光的区别，并尝试解释彩虹形成的原因，体会三原色组合应用，了解看不见的光。看不见的光，其内容抽象，在理解方面难度较大，找准切入点是关键。本课采用先从生活入手，抓住生活中常见的现象，从而让学生探究其特征和原因，进而再回到生活中寻找实际应用。在探究过程中，让学生领略到光学的巨大魅力，感悟自然现象的多样性和自然规律之间和谐完美的统一，培养他们理性的逻辑思维能力和辩证的判断能力。

本节课的教学要求学生主动参与，体验学习过程中的动手乐趣及学习活动中的实际操作，激发学习物理的兴趣，提高学习的能力层次，感受透过现象看本质的思维方法，感悟观察、实验、推理对形成概念和发现规律的重要作用。

三维目标

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、紫七种色光组成的。

2.知道色光的三原色和颜料的三原色。

3.初步了解太阳光谱和看不见的光。

4.初步认识红外线和紫外线及其作用。

过程与方法

1.通过演示实验，了解白光的色散现象。

2.探究色光的混合，获得有关知识，体验探究的过程和方法。

3.通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。

情感、态度与价值观

1.通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的喜悦，乐于参加物理学习活动。

2.初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响。

3.初步建立可持续发展的意识，有保护人类生存环境的意识。

教学重点

1.光的色散现象。

2.光的三原色。

教学难点

1.光的色散演示实验。

2.光的三原色的混合实验演示。

课时安排

1课时

课前准备

三棱镜、白纸、手电筒、红色和蓝色塑料片、多媒体资料、平面镜。

教学过程

导入新课

问题导入

问题：白天我们看到的光从何而来?太阳光是什么颜色的?

引入：以前人们一直认为白色是最单纯的颜色，白光是最单纯的光，不能分解，到17世纪英国的科学家牛顿通过一个实验发现了一种极为奇妙的 现象，让人们对于上面的问 题有了明确的认识。那么大家想知道他的实验是怎么做的吗?白光到底能不能分解呢?

设计意图：这样设计给了基础差的学生一定提示，使其能参与到教学活动中来。利用学生对科学家的崇拜感激发学生的学习兴趣，这样便于学生更新已有经验，接受新知识，诱导学习动机，丰富感知。

情景导入

播放关于彩虹传说的动画，提出“为什么天空中会有彩虹呢?”，引出课题。

说明：也可通过播放与光的色散有关的自然现象的图片来引入课题。

实验导入

演示：用平面镜引入一束日光，让阳光通过透明的圆珠笔笔杆射到白纸上，小心地转动笔杆，白纸上就会出现“彩 虹”了。用多媒体投放到屏幕上。把白纸放在笔杆前，让学生看到照到笔杆上的光是白光，由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光。引入新课。

推进新课

一、色散

情景介绍：17世纪以前，人们一直认为白光是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散(dispersion)，这才解开了光的颜色之谜。

牛顿是怎样让太阳光色散的呢?我们一起来做一下。

出示三棱镜让大家观察一下它有什么特点。

点评：透明的，有三条棱。

演示：让一束太阳光照射到三棱镜上，调节，另一边用白屏承接，引导学生认真观察，太阳光通过三棱镜后发生了什么?

在黑板上画示意图，播放色散图片：

设计意图：通过实验来解释，更 加直观，易于学生理解和识记。

结论：让一束太阳光照射到三棱镜上，会被分解成各种颜色的光，如果用一个白色的光屏来承接，在白色光屏上就形成了一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色叫 做色散。

问题：根据光路可逆原理，被分解出来的七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，将会出现什么现象呢?

点评：七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，会复合成白光。

设计意图：引导学生思考，激发兴趣。

扩展：雨后的彩虹就是由色散现象引起的。

下雨过后，有很多小水滴，由于重力的作用，它的下半部分较大，上半部分较小。

水滴像三棱镜，太阳光经水滴后也会发生色散，空中有很多水滴聚在一起，正因如此，我们在雨过天晴会看到 彩虹。

设计意图：从生活走向物理，用物理知识来解释生活中的现象，从而将生活和物理紧密地联系起来。

二、色光的混合

问题：阳光可以分解为七种单色光，但我们看到大自然的色彩远比红、橙、黄 、绿、蓝、靛、紫七种颜色来得丰富多彩，这又是怎么回事呢?

点评：一些色光混合后会产生许多丰富多彩的颜色。

问题：白光色散后的各种色光混合后又复合成了白光，那么七种单色光中的任意两种或几种混合后又将得到什么颜色呢?

[播放色光的混合视频]学生观看

点评：人们发现，把红、绿、蓝三种色光混合能产 生各种色彩。因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。

值得注意的是，颜料也有三原色：红、黄、蓝，拿红、黄、蓝这三种颜料混合也可以得到各种颜色的颜料。它跟色光的三原色是不同的。

扩展：彩色电视机的制成原理。电视屏幕上显现出的画面，丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三种色光组成的。如果用放大镜观察彩色电视机画面就会观察到这一现象了。

三、看不见的光

1.光谱

白光通过三棱镜后在光屏上形成一条彩带，自上而下分 别是什么颜色的光?

点评：白光通过三棱镜后在光屏上形成一条彩带，自上而下是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来，就是光谱(spectrum)。如课本图。

设计意图：在对比中学习，培养学生的扩展思维。

问题：我们在前面学过，人耳有听不见的声音，同样的，是否存在人眼看不到的光呢?

点评：在光谱上看的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光，称为可见光。

扩展：英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时，把温度计移到光谱的红光区域的外侧，结果温度上升得很快，说明那里有看不见的射线射到温度计上，于是发现了红外线。

德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片，结果底片感光了，于是紫外线被找了出来。

在光谱上，红光以外是红外线，紫光以外是紫外线，都是人眼看不见的，称为不可见光。

2.红外线的应用

学生阅读教材，了解红外线的应用。

问题：红外线有什么应用?

点评：热作用、红外线夜视仪、遥控器。

问题：一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高的物体，辐射的红外线越强。

这桌子在辐射红外线吗?我们人呢?

点评：辐射;都在辐射。

设计意图：通过阅读课本提高学生总结归纳的能力。

展示：多媒体图片，引起学生兴趣。

扩展：物体在温度升高时，它辐射的红外线会大大增强。人体生病时，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，有助于对疾病做出诊断。

夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人体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，可以用在步枪的瞄准器上。

一切物体都在不停地辐射红外线，其实也在不停地吸收红外线，吸收红外线后物体温度会上升，按照这个原理制成了红外线烘烤炉。

红外线还可用来进行遥控。如电视机遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控。

问题：把遥控器对准电视周围墙壁按按钮，有时也可以控制电视，说明什么?

点评：红外线可以反射。

3.紫外线的作用及应用

问题：我们平时拿到一张钞票，是怎么辨别它的真伪的?

点评：对着光看，摸一下，看手感对不对。

问题：我们去银行，银行的员工是怎样检验钞票的?

点评：他们把钞票放到验钞机去。

说明：原来紫外线能使荧光物质发光，钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线的照射下则会发出可见光，这是一种有效的防伪措施。

在医院有很多病菌，可是如果用消毒水来消毒，它成本高，又比较难闻。紫外线有化学作用，能杀死微生物，所以医院和食品店常用紫外线消毒。太阳光是天然紫外线的重要来源，衣服、被子经常在阳光下晾晒可以灭菌消毒。

适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，促进身体对钙的吸收，对骨骼的生长和身体健康有好处，紫外线有生理作用。

问题：太阳光是天然紫外线的重要来源，适当地晒太阳对身体有好处，但是不是晒的越多越好呢?在阳光下，时间长了会怎样?

点评：头晕，皮肤很烫， 会变黑。

说明：过量的紫外线照射对人体有害，地球的周围包围着厚厚的大气层，阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收，不能到达地面，这才使地球上的生物得以生存。

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