教學(xué)設(shè)計(jì)：4.5 光的色散

學(xué)而優(yōu)教有方4.5光的色散（教學(xué)設(shè)計(jì)）年級(jí)八年級(jí)授課時(shí)間課題4.5光的色散教學(xué)目標(biāo)1.通過觀察生活中的一些現(xiàn)象，知道太陽光是由色光組成的。2.通過實(shí)驗(yàn)了解太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光組成的。3.知道光的三原色，色光按不同比例混合可以形成豐富的色彩。4.了解可見光譜，以及紅外線與紫外線的應(yīng)用。教材分析學(xué)情分析1.學(xué)生已掌握的相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，已學(xué)過光的傳播、反射、折射等基本光學(xué)知識(shí)。此外，學(xué)生可能已經(jīng)通過日常生活和科技媒體接觸到了光的色散現(xiàn)象，例如彩虹的形成。這些基礎(chǔ)知識(shí)為學(xué)習(xí)光的色散提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)操作技能。2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)光的色散現(xiàn)象可能有一定的興趣，尤其是對(duì)自然界中出現(xiàn)的彩虹等現(xiàn)象。學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格可能不同，有的學(xué)生喜歡通過視覺學(xué)習(xí)，有的喜歡通過聽覺學(xué)習(xí)，有的喜歡通過動(dòng)手操作學(xué)習(xí)。3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)光的色散時(shí)，可能會(huì)遇到一些理解和應(yīng)用上的困難。例如，學(xué)生可能難以理解光的色散的原理，難以理解光譜的形成，難以將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際實(shí)驗(yàn)中。教學(xué)重點(diǎn)光的色散。教學(xué)難點(diǎn)紅外線、紫外線。教學(xué)器材教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入新課【播放圖片，提出問題】人們?cè)缇蛯W(xué)會(huì)將金剛石、水晶打磨成各種飾品。在陽光的照耀下，它們會(huì)發(fā)出彩虹一般的光彩，令人賞心悅目。這么美麗的色彩是怎樣形成的呢?思考問題，激發(fā)興趣，進(jìn)入情景。學(xué)習(xí)新課一、色散1.實(shí)驗(yàn)探究：光的色散【過渡】17世紀(jì)以前，人們一直認(rèn)為白色是最單純的顏色。直到1666年，英國(guó)物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡分解了太陽光，才揭開了光的顏色之謎?！狙菔尽咳鐖D所示，讓一束太陽光照射到三棱鏡上，從三棱鏡射出的光有什么變化？【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】白光經(jīng)兩次折射后，在屏幕上形成了一條彩色光帶。顏色依次為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫?！咎骄拷Y(jié)論】（1）白光不是單色光，是由各種色光混合成的。（2）不同的色光通過三棱鏡的偏折程度不同。紅光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。2.光的色散（1）概念：太陽光（白光）經(jīng)過三棱鏡被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。（2）單色光與復(fù)色光【提問】如果把七種色光混合，又變?yōu)槭裁搭伾墓饽?？【演示】牛頓在三棱鏡的后面再放一個(gè)相反的三棱鏡，將分解得到的各種色光再通過后方的三棱鏡后發(fā)現(xiàn)，又還原為白光。進(jìn)一步證實(shí)了白光是由多種色光混合而成的。①單色光：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫是單色光。②復(fù)色光：是由各種單色光組成的光。太陽光就是復(fù)色光。（3）色散的實(shí)質(zhì)【提問】發(fā)生光的色散的原因是什么？【歸納】三棱鏡對(duì)不同顏色的光的折射程度不同，對(duì)紅光折射最小，對(duì)紫光折射最大，所以才會(huì)產(chǎn)生白光的色散現(xiàn)象?！鞠胂胱鲎觥咳绻麤]有三棱鏡，也可以用如圖所示的裝置來進(jìn)行光的色散實(shí)驗(yàn)。在深盤里盛一些水，盤邊斜放一個(gè)平面鏡，使鏡的下部進(jìn)入水中。讓一束陽光照射在水下的平面鏡上，并反射到白墻或白紙上。觀察墻壁或白紙上反射光的顏色?！静シ乓曨l】——《用水和平面鏡做光的色散實(shí)驗(yàn)》。（4）生活中的色散現(xiàn)象①肥皂泡的色散現(xiàn)象；②彩虹及其形成原因：雨后的天空懸浮著大量的細(xì)小水珠，水滴相當(dāng)于三棱鏡，太陽光照射到這些小水珠上，經(jīng)反射、折射后發(fā)生色散，如果這些色光剛好進(jìn)入我們的眼睛，我們就能看到彩虹了。【例題1】如圖所示，讓一束太陽光照射到三棱鏡上，光從棱鏡射出后，如果用一個(gè)白屏來接收，在白屏上就形成一條彩色的光帶。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以下說法正確的是（C）A．太陽光是單色光B．太陽光是由紅色和紫色光組成的C．各種色光在相關(guān)的折射過程中，偏折程度不同D．各種色光在相關(guān)的反射過程中，偏折情況不同【解析】太陽光是由七種單色光混合而成的，在光的色散實(shí)驗(yàn)中，三棱鏡對(duì)各種單色光的折射程度不同，偏折程度不同。故選C。觀看演示實(shí)驗(yàn)，分析現(xiàn)象，知道光的色散。知道單色光與復(fù)色光。思考原因，知道色散是光的折射現(xiàn)象。觀看視頻，知道用水和平面鏡可以做光的色散實(shí)驗(yàn)。了解彩虹的形成原因。做題并解析，知道色散的相關(guān)知識(shí)。學(xué)習(xí)新課二、色光的混合1.色光的三原色【講解】人們發(fā)現(xiàn)，把紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合后，能產(chǎn)生各種顏色的光，但是自然界中的紅、綠、藍(lán)三種顏色的光無法用其他顏色的光混合的。因此把紅、綠、藍(lán)叫作色光的三原色。色光的三原色色光的混合2.色光的混合（1）色光的混合紅、綠、藍(lán)三種色光中，只要適當(dāng)調(diào)配紅、綠、藍(lán)三種色光的比例，就可以產(chǎn)生各種顏色的光。色光的混合規(guī)律是：紅光+綠光→黃光；紅光+藍(lán)光→品紅光；綠光+藍(lán)光→青光；紅光+綠光+藍(lán)光→白光。（2）電視機(jī)屏幕的三原色我們看到的電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器或手機(jī)屏幕上的豐富色彩就是由三原色光混合而成的?！静シ乓曨l】——《色光的混合》【例題2】太陽光是白光，它通過棱鏡后被分解成各種顏色的光，如果用一個(gè)白屏來承接，在白屏上就形成一條彩色的光帶，顏色依次是紅、橙、黃、______、藍(lán)、靛、紫。這種現(xiàn)象叫做光的色散。同時(shí)人們發(fā)現(xiàn)，把紅光、藍(lán)光和以上空所填的色光按照不同比例混合后，可以產(chǎn)生各種顏色的光，所以這三種色光叫做色光的__________。【答案】綠，三原色?！窘馕觥颗ｎD用三棱鏡做過一個(gè)光的色散實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)太陽光經(jīng)過三棱鏡后，會(huì)分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光，這是光的色散現(xiàn)象。人們發(fā)現(xiàn)，把紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合后，可以產(chǎn)生各種顏色的光，因此把紅、綠、藍(lán)叫做色光的三原色。知道三原色及其意義。知道色光混合的知識(shí)。觀看手機(jī)或電視機(jī)的屏幕，知道三原色的應(yīng)用。做例題2，知道色散現(xiàn)象與三原色。學(xué)習(xí)新課三、看不見的光1.可見光譜三棱鏡可以把太陽光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫幾種不同顏色的光，把它們按這個(gè)順序排列起來，就是可見光譜。2.紅外線（1）紅外線：把紅端之外的輻射叫作紅外線?！局v解】英國(guó)天文學(xué)家赫歇爾在1800年研究光譜中各種色光的熱效應(yīng)時(shí)，把一支靈敏溫度計(jì)放在光譜的紅光區(qū)域的外側(cè)，結(jié)果溫度也會(huì)上升，說明這里也有能量輻射，只不過人眼看不見。把紅光之外的輻射叫做紅外線。（2）紅外線的特性①熱作用強(qiáng)一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，同時(shí)也在吸收其他物體發(fā)射來的紅外線；物體的溫度越高，輻射的紅外線越多（熱學(xué)中的“熱傳遞”實(shí)際上就是物體發(fā)射紅外線）。②紅外線的穿透能力比較強(qiáng)?！咎釂枴肯胍幌?，在生活、生產(chǎn)中，紅外線有哪些應(yīng)用？【歸納講解】在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)行歸納講解：（3）紅外線的應(yīng)用①紅外線加熱（電烤箱、浴室暖燈、遠(yuǎn)紅外取暖器、紅外線理療等）。是利用了物體吸收紅外線后溫度升高的特性。②紅外線成像（紅外膠片拍攝的“熱譜圖”）一個(gè)物體，當(dāng)溫度升高時(shí)，盡管看起來外表還跟原來一樣，但他輻射的紅外線卻會(huì)增強(qiáng)。人體生病的時(shí)候，局部皮膚的溫度異常，如果在照相機(jī)裝上對(duì)紅外線敏感的膠片，給皮膚拍照并與健康人的照片對(duì)比，有助于診斷疾病。③紅外線夜視儀夜間人的體溫比野外外草木、巖石的溫度高，人體輻射的紅外線比他們強(qiáng)。人們根據(jù)這個(gè)道理制成了紅外線夜視儀。遠(yuǎn)紅外取暖器紅外線夜視儀“熱譜圖”④紅外線遙控（電視機(jī)空調(diào)遙控器、汽車遙控鑰匙）如電視機(jī)遙控器的前端有一個(gè)發(fā)光二極管，按下不同的鍵時(shí)，可以發(fā)出不同的紅外線，來實(shí)現(xiàn)電視機(jī)的遙控。【播放視頻】——《紅外線》3.紫外線【講解】德國(guó)化學(xué)家里特1801年在光譜的紫光區(qū)域外側(cè)放置了一張照相底片，結(jié)果底片感光了，于是發(fā)現(xiàn)了紫外線。（1）紫外線在光譜的紫端以外，還有一種看不見的光，叫作紫外線。（2）紫外線的特點(diǎn)與應(yīng)用【提問】想一想，在生活、生產(chǎn)中，紫外線有哪些應(yīng)用？【歸納講解】在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)行歸納講解：①紫外線具有生理作用。適當(dāng)照射紫外線，有助于人體合成維生素D，維生素D能促進(jìn)身體對(duì)鈣的吸收，對(duì)于骨骼的生長(zhǎng)和身體健康的許多方面都有好處。紫外線能殺死微生物，可用紫外線滅菌、治療皮膚病等。②紫外線具有熒光效應(yīng)。在紫外線照射下熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)出不同顏色的熒光，可用于鑒別紙幣等?！咎釂枴肯胍幌?，在生活、生產(chǎn)中，紫外線有什么危害？怎樣防護(hù)？（3）紫外線的危害與防護(hù)【歸納】過強(qiáng)的紫外線能傷害人的皮膚，輕則使皮膚粗糙，重則引起皮膚癌。預(yù)防紫外線最好的辦法就是外出時(shí)戴上墨鏡、遮陽傘或?qū)掗苊?，避免在陽光直射的地方久待，眼睛不要?duì)著太陽看。電焊的弧光中有強(qiáng)烈的紫外線。因此電焊工人在工作時(shí)必須穿好工作服，并戴上防護(hù)面罩。【播放視頻】——《紫外線》【例題3】如圖，老師用測(cè)溫槍給學(xué)生檢測(cè)體溫，測(cè)溫槍的學(xué)名是“紅外線測(cè)溫儀”或者“紅外線輻射測(cè)溫儀”。它的原理是：被動(dòng)吸收目標(biāo)的紅外輻射能量，從而獲得物體溫度數(shù)值。下列關(guān)于紅外線測(cè)溫儀的說法正確的是（）A．紅外線用肉眼可觀察到 B．紅外線是聲波的一種 C．紅外線測(cè)溫儀是通過測(cè)溫槍發(fā)出紅外線來測(cè)體溫的 D．紅外線測(cè)溫儀能測(cè)體溫，說明人體能對(duì)外輻射紅外線【答案】D【解析】A.紅外線是不可見光，人肉眼是觀察不到的，故A錯(cuò)誤；B.紅外線不是聲波的一種，故B錯(cuò)誤；CD.紅外線測(cè)溫儀是通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，準(zhǔn)確地測(cè)定物體表面溫度的儀器，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D.【例題4】下列儀器中，屬于利用紫外線工作的是（）A．非接觸溫度計(jì) B．夜視儀C．感應(yīng)水龍頭 D．殺菌燈【答案】D【解析】A．非接觸溫度計(jì)是利用紅外線來工作的，故A不符合題意；B．夜視儀是利用紅外線來工作的，故B不符合題意；C．感應(yīng)水龍頭是利用紅外線來工作的，故C不符合題意；D．殺菌燈是利用紫外線來工作的，故D符合題意。故選D。知道什么是可見光譜。閱讀課本第107頁，討論什么是紅外線，紅外線有什么特點(diǎn)，有哪些應(yīng)用。觀看視頻，理解紅外線及其應(yīng)用。閱讀課本第107頁～108頁，討論什么是紫外線，紅外線有什么特點(diǎn)，有哪些應(yīng)用。觀看視頻，理解紫外線及其應(yīng)用。做例題3與4，知道什么是紅外線、紫外線，并知道其應(yīng)用。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.感應(yīng)水龍頭無需人體直接接觸，當(dāng)手伸進(jìn)感應(yīng)窗前的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，機(jī)器自動(dòng)出水；當(dāng)手離開感應(yīng)窗前的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，機(jī)器自動(dòng)關(guān)水，在節(jié)約用水的同時(shí)有效防止細(xì)菌交叉感染。感應(yīng)水龍頭能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制主要是利用感應(yīng)窗發(fā)出的（）A．次聲波 B．超聲波 C．紅外線 D．紫外線【答案】C.【詳解】感應(yīng)水龍頭能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制主要是利用感應(yīng)窗發(fā)出的紅外線來工作的，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。2．下列設(shè)備中，利用紫外線工作的是（）【答案】D.【解析】A．紅外線熱作用強(qiáng)，一切物質(zhì)不停地輻射紅外線，所以可制成紅外線感應(yīng)水龍頭，故A不合題意；B．非接觸溫度計(jì)是利用了物體輻射紅外線的原理，故B不合題意；C．紅外線方向性好，可以用作電視遙控器，故C不合題意；D．紫外線有熒光效應(yīng)，使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，可以做成驗(yàn)鈔機(jī)，故D符合題意。3.光在真空的傳播速度為______m/s。讓一束太陽光通過棱鏡射到白屏上，如圖，在白屏上就形成一條彩色光帶，這種現(xiàn)象叫做光的______，表明太陽光是由_____混合而成的，最早由英國(guó)物理學(xué)家______發(fā)現(xiàn)的，其中紅、綠、____被稱作光的三原色?！敬鸢浮?×108，色散，多種色光，牛頓，藍(lán)?！驹斀狻抗庠谡婵罩械膫鞑ニ俣仁怯钪骈g最快的，為3×108m/s。太陽光過棱鏡后會(huì)分解成不同顏色的光，這是光的色散現(xiàn)象。這種現(xiàn)象說明太陽光不是單色光，是由多種色光混合而成的。光的色散現(xiàn)象最早由英國(guó)物理學(xué)家牛頓通過玻璃三棱鏡將太陽光分解成彩色光帶而發(fā)現(xiàn)的。紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合后，可以產(chǎn)生各種顏色的光，因此把紅、綠、藍(lán)叫做色光三原色。4.LED光源是利用紅、______、藍(lán)三原色，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下任意混合，即可形成不同色光的組合變化，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。在步槍的瞄準(zhǔn)器上安裝夜視儀，在夜間能捕捉到敵人身體發(fā)出的_________，白光通過棱鏡后，被“分解”成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的______。【答案】綠，紅外線，色散。【詳解】紅、綠、藍(lán)三種色光被稱為色光的三原色。一切物體都會(huì)向外輻射紅外線，溫度越高，輻射的紅外線越多，夜視儀是利用紅外線工作的，在夜間能捕捉到敵人身體發(fā)出的紅外線。白光通過三棱鏡后分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光，這種現(xiàn)象是光的色散；這說明白光是由各種色光組成的。5.小明按如圖所示的方法探究“光的色散現(xiàn)象”。①小明在測(cè)量不同色光區(qū)域的溫度時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)：將溫度計(jì)放在紅光的外側(cè)時(shí)，溫度計(jì)的示數(shù)會(huì)________；說明紅光的外側(cè)有一種不可見光，這種光叫做______。②若在紫光的外側(cè)放置涂有熒光物質(zhì)的紙條，則可觀察到；說明在紫光的外側(cè)也存在著一種不可見光，這種光叫做。

【答案】①升高，紅外線；②紙條上的熒光物質(zhì)發(fā)光，紫外線。

【詳解】①紅外線具有熱效應(yīng)，它位于紅色光的外面，所以把溫度計(jì)應(yīng)放在紅色光的外側(cè)，溫度計(jì)的示數(shù)會(huì)升高；這種光叫做紅外線。②在紫光之外有看不見的紫外線，紫外線最顯著的效應(yīng)是熒光效應(yīng)，它可以使熒光物質(zhì)發(fā)光．

這