资源简介

4.5 光的色散
课题 4.5 光的色散
课型 新授课
课时 1课时（45分钟）
教材版本 人教版 八年级上册
授课对象 八年级学生
授课时间 年 月 日
教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、情境教学法
教学用具 三棱镜、白屏、平面镜、深盘、PPT课件、多媒体设备
一、核心素养目标
物理观念
了解光的色散现象，知道白光是由各种色光混合而成的。
知道色光的三原色是红、绿、蓝，能举例说明三原色混合的应用。
了解可见光谱，初步认识红外线和紫外线的概念及其特点。
知道红外线和紫外线的常见应用。
科学思维
通过分析三棱镜分解太阳光的过程，理解不同色光偏折程度不同是色散的原因。
运用对比方法区分透明物体和不透明物体呈现颜色的原理。
通过对比红外线和紫外线的特点与应用，建立分类归纳的思维习惯。
科学探究
观察色散实验现象，经历从现象到规律的科学探究过程。
能根据实验现象归纳得出光的色散规律。
关注红外线和紫外线在生活中的应用，培养观察和搜集信息的能力。
科学态度与责任
通过牛顿发现色散的科学故事，感受科学探究精神。
认识紫外线过量照射的危害，增强自我保护意识。
体会光现象在生活和科技中的广泛应用，培养科学服务于社会的意识。
二、教学重点与难点
教学重点：光的色散现象及其实验; 色光的三原色及其混合规律; 红外线和紫外线的主要特点与应用
教学难点：不同色光通过棱镜时偏折程度不同的原理; 透明物体与不透明物体呈现颜色的本质区别; 红外线和紫外线的不可见性及其应用原理
三、教学过程
环节一：情境导入（3～5分钟）
【教师活动】
展示钻石、水晶等宝石在阳光下发出绚丽光彩的图片。提问：这些宝石为什么会呈现出这么美丽的色彩？这些色彩是从哪里来的？
金刚石与水晶在阳光下的绚丽光彩
【学生活动】
观察图片，初步思考：色彩与光有关。
【过渡语】
美丽的色彩究竟是怎样形成的？17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到牛顿用三棱镜分解了太阳光，才揭开了光的颜色之谜。今天我们就来探究光的色散。
环节二：新知探究（20～25分钟）
知识点一：色散
【教师活动】
讲述牛顿用玻璃三棱镜分解太阳光的科学故事。展示牛顿实验示意图。1666年，牛顿让一束太阳光照射到三棱镜上，从三棱镜射出的光变成了一条彩色光带。
【讲授】
太阳光是白光，它射入、射出棱镜会发生折射，被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散。如果用一个白屏来承接，在白屏上就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这说明白光是由各种色光混合而成的。
理解要点：1. 光的色散实质是不同颜色的光通过棱镜时偏折程度不同。2. 红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。3. 白光不是单色光，而是复色光——由七种色光复合而成。
【教师活动】
展示彩虹图片，提问：雨后天空的彩虹是怎样形成的？这与三棱镜的色散有什么关系？
【学生活动】
思考并回答：彩虹是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的色散现象。原理与三棱镜色散相同。
【教师活动】
如果没有三棱镜，我们也可以用简易装置来做色散实验。展示替代实验装置：在深盘中盛一些水，盘边斜放一块平面镜，使镜的下部浸入水中，让一束阳光照射在水下的平面镜上，反射到白墙或白纸上，也能看到彩色光带。
易错提示：1. 色散现象中，各色光的排列顺序是固定的：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，不要记混顺序。2. 偏折程度：红光最小，紫光最大——简记为红小紫大。
牛顿用玻璃三棱镜分解太阳光
白屏上形成的彩色光带——红橙黄绿蓝靛紫
雨后彩虹——自然界中的色散现象
知识点二：色光的混合
【讲授】
生活中我们看到色彩斑斓的物体，物体呈现不同颜色的原理分为两类：透明物体和不透明物体。
【教师活动】
展示红色透明玻璃和蓝色透明玻璃的图片。提问：透过红色玻璃看白纸，白纸呈什么颜色？为什么？
【学生活动】
思考并回答：透明物体的颜色由它透过的色光决定。红色玻璃只让红光透过，吸收其他色光；蓝色玻璃只让蓝光透过。
【讲授】
透明物体的颜色由它透过的色光决定。不透明物体的颜色由它反射的色光决定。白色物体反射所有颜色的光，黑色物体吸收所有颜色的光。
理解要点：物体颜色本质：(1)透明体——透过什么色光就显什么色；(2)不透明体——反射什么色光就显什么色；(3)白色——全反射，黑色——全吸收。
【教师活动】
展示电视屏幕放大图（三色条）。提问：电视画面的丰富色彩是怎样产生的？
【学生活动】
观察图片，发现电视画面由红、绿、蓝三种色条合成。
【讲授】
人们发现，把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，就可以看到各种颜色，因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。电视机、计算机显示器、手机屏幕上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。
【教师活动】
展示色光混合效果图：红光+绿光=黄光，红光+蓝光=品红光，绿光+蓝光=青光，红+绿+蓝=白光。
易错提示：注意区分：色光的三原色是红、绿、蓝（RGB）；颜料的三原色是红、黄、蓝。两者不同！颜料混合是减法混色，色光混合是加法混色。
【教师活动】
展示颜料三原色混合图。颜料的三原色（红、黄、蓝）按不同比例可以调出不同的颜色。这与色光的三原色不同。
电视画面由红、绿、蓝三色条合成
色光三原色的混合——红绿蓝按不同比例产生各种颜色
显示器屏幕放大后可见红绿蓝像素点
颜料三原色——红、黄、蓝的混合
知识点三：看不见的光
【讲授】
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列，形成太阳的可见光谱。人眼能感觉到特定频率范围的光，即可见光。但在红光外侧和紫光外侧，还有我们看不见的光。
【教师活动】
介绍红外线概念：太阳光谱中红光外侧的不可见光叫做红外线。
【讲授】
红外线的特点：(1)红外线具有热效应，物体吸收红外线后温度升高；(2)太阳的热主要就是通过红外线辐射的形式传送到地球的；(3)一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射出的红外线越多。
【教师活动】
展示红外线应用图片：红外线成像诊断病情（热谱图）、红外线夜视仪。
【讲授】
红外线应用：(1)红外线成像——用红外胶片拍出热谱图，不同颜色表示不同温度；(2)红外线夜视仪——夜间人体温度高，辐射红外线强，据此成像；(3)红外线遥控——遥控器前端发光二极管发出不同红外线信号；(4)红外线加热——红外线烤箱、烘干仪等。
理解要点：红外线的本质：一切物体都在辐射红外线，温度越高辐射越强。红外线的应用均基于热效应或信息传递。
【教师活动】
介绍紫外线概念：太阳光谱中紫光外侧的不可见光叫做紫外线。
【讲授】
紫外线的特点和应用：(1)紫外线有较强的化学作用，容易使照相底片感光；(2)紫外线有杀菌消毒作用，医院常用紫外线灯消毒；(3)紫外线有助于人体合成维生素D，促进钙吸收，对骨骼生长有益；(4)过量的紫外线照射对人体有害，甚至引发癌变；(5)紫外线能使荧光物质发光——验钞机原理。
安全意识：1. 紫外线灯看起来是淡蓝色的，那是因为除了紫外线，它还发出少量蓝光和紫光，紫外线本身是看不见的。2. 适当照射紫外线有益（促VD合成），过量照射有害（引发皮肤癌）。外出注意防晒！
【教师活动】
展示紫外线应用的图片：促进VD合成、紫外线消毒灯、验钞机。
红外线的应用——热谱图成像诊断与红外夜视仪
红外线的应用——遥控器与红外线加热
紫外线的应用——促进人体维生素D形成
紫外线的应用——消毒灭菌与验钞机荧光检测
环节三：例题精讲（8～10分钟）
例题1
在以下设备或应用中，利用红外线工作的是（ ）
A. 验钞机识别钞票真伪
B. 电视机遥控器
C. 紫外线灯消毒手术室
D. 使照相底片感光
【思路分析】
验钞机利用紫外线使荧光物质发光（A错）；电视机遥控器发出红外线信号（B对）；紫外线灯利用紫外线杀菌（C错）；使照相底片感光是紫外线的化学作用（D错）。故选B。
【答案】B
【变式训练】
下列应用中，利用紫外线荧光效应的是（ ）
A. 红外线夜视仪
B. 遥控器
C. 验钞机
D. 红外线烤箱
例题2
关于光的色散，下列说法正确的是（ ）
A. 白光通过三棱镜后被分解成七种色光，这说明白光是单色光
B. 光的色散现象中，紫光的偏折程度最小
C. 彩虹是太阳光通过空气中的水滴发生色散形成的
D. 光的色散现象说明光在同种介质中传播方向一定不变
【思路分析】
白光通过三棱镜被分解，说明白光是复色光而非单色光（A错）；色散中紫光偏折程度最大，红光偏折最小（B错）；彩虹是阳光通过水滴折射+反射+色散形成（C对）；光在同种介质中沿直线传播，但色散涉及不同介质（D错）。故选C。
【答案】C
环节四：课堂练习（5～7分钟）
A组·基础巩固
练习1. 我们经常在雨后的天空看见彩虹，形成这一美丽景观的原因是（ ）
A. 光的折射
B. 光的反射
C. 光的色散
D. 光的直线传播
【答案】C
【解析】
彩虹是太阳光经过空气中水滴的折射、反射和色散形成的，本质是光的色散现象。故选C。
练习2. 如图所示，老师用测温枪给学生检测体温，测温枪的学名是红外线测温仪或者红外线辐射测温仪。它的原理是：被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体温度数值。下列关于红外线测温仪的说法正确的是（ ）
A. 红外线用肉眼可观察到
B. 红外线是声波的一种
C. 红外线测温仪是通过测温枪发出红外线来测体温的
D. 红外线测温仪能测体温，说明人体能对外辐射红外线
红外线测温仪检测体温
【答案】D
【解析】
红外线是不可见光（A错）；红外线是光（电磁波），不是声波（B错）；测温仪是被动吸收目标红外辐射，不是主动发出红外线（C错）；能测体温说明人体能辐射红外线（D对）。故选D。
B组·能力提高
练习3. 如图所示，将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上，在棱镜后侧光屏上的AB范围内观察到不同颜色的光，则（ ）
A. A处应是紫光
B. 只有AB之间有光
C. 将温度计放到AB范围A处的外侧，会看到温度上升
D. 将照相底片放到AB范围B处的外侧，底片不会感光
太阳光经三棱镜色散后在光屏上形成光谱
【答案】C
【解析】
白光经三棱镜色散后，A处偏折最小应是红光（A错）；AB之间是可见光，AB外侧还有红外线和紫外线（B错）；A处外侧是红外线区域，有热效应，温度计会上升（C对）；B处外侧是紫外线区域，能使底片感光（D错）。故选C。
环节五：课堂小结（2～3分钟）
【教师引导】
请大家回顾本节课，我们从色散现象入手，学习了白光由七种色光组成、色光的三原色（红绿蓝）、物体的颜色原理，还认识了红外线和紫外线这两种看不见的光及其应用。
【课堂互动】
请小组讨论，用知识框架图对本节内容进行梳理：色散是什么、为什么发生、物体如何呈现颜色、看不见的光有哪些、各有什么应用。
四、板书设计
一、光的色散
① 定义：白光经三棱镜折射后被分解成各种色光的现象
② 色带顺序：红→橙→黄→绿→蓝→靛→紫
③ 原理：不同色光偏折程度不同（红光最小，紫光最大）
④ 彩虹：阳光经水滴折射、反射的色散
二、色光的混合
① 色光三原色：红、绿、蓝（RGB）
② 颜料三原色：红、黄、蓝（与色光三原色不同！）
③ 物体颜色：透明体→透过色光决定；不透明体→反射色光决定
④ 白色→全反射；黑色→全吸收
三、看不见的光
① 红外线：红光外侧，热效应强
应用：热谱图、夜视仪、遥控器、加热
② 紫外线：紫光外侧，化学作用强
应用：杀菌消毒、促VD合成、验钞
★ 重点区分：红外线vs紫外线——红外热，紫外化
五、教学反思
1. 本节课的情境导入是否有效激发了学生兴趣？
2. 色散实验的演示（或视频/图片展示）是否让学生充分理解了色散现象？
3. 难点——不同色光偏折程度不同——学生理解程度如何？是否需要补充类比？
4. 色光三原色与颜料三原色的对比是否清晰？学生有混淆吗？
5. 红外线和紫外线的教学信息量较大，是否给学生留足了消化时间？
6. 课堂练习反馈如何？学生对综合类题目（如练习3）的掌握情况是否有待加强？

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