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(共16张PPT)
第4节 光的反射和折射
(4)
光的色散与看不见的光
浙教版 八年级上 第1章 对环境的察觉
乐清市柳市镇黄华实验学校
内容要求
《科学课程标准（2022年版）》 3.3 声音与光的传播
通过实验了解白光的组成和不同色光混合的现象。
知道无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线都是电磁波。
【学习目标】
· 通过实验了解白光的组成和不同色光混合的现象，了解红外线和紫外线。
【学业要求】
· 知道光的直线传播、反射、折射和色散等现象。
探究实践活动
太阳光的色散（教材实践活动）
课时（4）聚焦：太阳光真的是单纯的白光吗？红光之外还有什么光？
情境引入
雨后彩虹
雨过天晴，
天空挂起一道七色彩虹
肥皂泡
阳光下的肥皂泡，
表面流动着彩色花纹
验钞机
人民币放进验钞机，
现出日光下看不见的字
白光是由什么组成的？可见光之外还有我们看不见的光吗？
探索活动：太阳光通过三棱镜
1. 让一束太阳光照射到三棱镜上，观察这束光通过三棱镜后会产生什么现象。
同伴互动 和同伴分工，一人持三棱镜一人观察光屏；比一比谁记录的色序更准确。
图1.4-19 白光通过三棱镜出现色散
2. 在棱镜另一侧放一张白纸屏，观察屏上出现的彩色光带。
3. 按顺序列出彩色光带的颜色，比较不同色光偏折的程度。
四、光的色散
知识讲解
【色散】太阳光是白光。白光射入、射出三棱镜发生折射，被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散（dispersion）。
【关键】色散的实质是不同色光折射的程度不同——红光偏折最小，紫光偏折最大。
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
【光谱】在白纸屏上形成的彩色光带，颜色是按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列的。
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按一定的顺序排列，形成太阳光的可见光谱。
【白光是复色光】白光是由多种色光混合而成的，不是最单纯的颜色。
【历史】17世纪以前，人们认为太阳发出的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分解了太阳光，才揭开了太阳光的颜色之谜。
色光的三原色
知识讲解
【三原色】人们发现，红、绿、蓝三种色光按不同比例混合能够产生各种颜色，因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。
【关键】色光三原色混合得越多越亮（加法混合），颜料混合得越多越暗（减法混合）。
图1.4-22 红、绿、蓝三种色光混合
图1.4-23 彩色电视机屏幕
【应用】彩色电视机就是用红色、绿色、蓝色来产生各种颜色。随着每种色光亮度的变化，电视机便产生各种颜色的光。
【对比】颜料的三原色一般是青、品红、黄，与色光的三原色不同，不要混淆。
混合方式 三原色 应用领域
色光混合 红、绿、蓝 电视机、显示器、舞台灯光
颜料混合 青、品红、黄 绘画、彩色印刷
实践活动：用水和平面镜制造彩虹
【做法】在盛有水的脸盆里斜着放一面平面镜，然后试着用平面镜把太阳光反射到纸上。
图1.4-21 太阳光的色散
【现象】不断地调整平面镜的角度，在某一个角度上可以观察到彩色的光。
【原理】这是因为太阳光在水中发生折射，分解成七种颜色的光，再通过平面镜反射出去的缘故。
五、看不见的光（一）红外线
知识讲解
【红外线】我们可以用遥控器来调节电视机播放的节目。当按下遥控器的按键时，遥控器发出一种人们看不见的光——红外线（infrared ray）。红外线位于可见光谱的红端以外部分。
【关键】一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高辐射越强——这是红外测温与夜视的基础。
【热效应】红外线具有热效应。在光的色散实验中，如果将非常灵敏的温度计放在彩色光带的红外外侧时，温度计的示数就会上升。
【物体的辐射】太阳的热主要是以红外线的形式辐射到地球上的。自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线就越强。
【应用】红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪等都是利用红外线的强弱来识别不同温度的物体。某些动物（如响尾蛇）是靠红外线来捕食的，人们模仿响尾蛇制成了红外制导导弹。
五、看不见的光（二）紫外线
知识讲解
【紫外线】把人民币放入验钞机，我们会看到人民币上出现在日光下看不见的文字。这是因为人民币上有用荧光物质印的字，验钞机会发出一种人眼看不见的光——紫外线（ultraviolet ray）。紫外线位于可见光谱的紫端以外部分。
【关键】红外线和紫外线都是不可见光，也都属于电磁波；区别在于波长不同、特性不同。
图1.4-24 紫外线验钞机
【荧光效应】紫外线能使荧光物质发光，可以用来检验钞票、商标的真伪。
【其他作用】紫外线能杀菌消毒；适量的紫外线有助于人体合成维生素D，但过量的紫外线会伤害皮肤和眼睛。
【防护】臭氧层能吸收大部分来自太阳的紫外线，保护地球上的生物。要关注臭氧层破坏问题，避免长时间暴晒。
名称 在光谱中的位置 主要特性 典型应用
红外线 红光端以外 热效应强 遥控、测温、夜视、红外制导
紫外线 紫光端以外 使荧光物质发光、能杀菌 验钞、消毒、促进维生素D合成
科学阅读：植物叶的颜色
【为什么是绿色】植物的叶看上去大多是绿色的，这是因为植物叶中含有的叶绿素对绿光反射能力强，所以我们看到的植物叶大多呈绿色。
【秋天变色】有些植物到了秋天，叶的颜色会发生变化，由绿色变成黄色或红色。
【原因】原来，植物叶里除了含有叶绿素以外，还含有橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。到了秋天，叶绿素受气温下降等因素的影响而分解，而胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，终于在秋天「看见天日」了。
思考与讨论
思考 1 电视机的遥控器发出的光人眼看不见，怎样判断它是否在工作？
思考 2 为什么验钞机能识别真假人民币？
要点：用手机摄像头对准遥控器的发射端，按下按键，在手机屏幕上能看到一个亮点 → 手机的图像传感器能「看见」红外线，而人眼不能 → 看到亮点就说明遥控器在工作。
要点：真币上用荧光物质印有在日光下看不见的标记 → 验钞机发出紫外线 → 荧光物质受激发光 → 显现出可见的文字或图案 → 假币没有这种标记，就不会发光。
课堂小结
课时4 核心知识
1. 光的色散
· 太阳光（白光）通过三棱镜分解为七色光
· 色序：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
· 白光是复色光，不是单色光
2. 三原色
· 色光三原色：红、绿、蓝
· 按不同比例混合能产生各种颜色
· 彩色电视机利用三原色混合成像
3. 红外线
· 位于红光端以外，热效应强
· 一切物体都在辐射，温度越高越强
· 遥控、测温、夜视、红外制导
4. 紫外线
· 位于紫光端以外
· 能使荧光物质发光，能杀菌
· 验钞、消毒；过量有害，需注意防护
练习与应用
选择题
第 1 题 太阳光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，这个现象叫做（ ）
A. 光的反射 B. 光的直射
C. 光的色散 D. 光的漫反射
答案：C
解析：不同色光通过三棱镜时偏折程度不同（紫光偏折最大、红光偏折最小），于是复色光被「拆开」。色散的本质仍是折射，说明白光不是单色光，而是由多种色光混合成的复色光。
练习与应用
填空题
第 2 题 色光的三原色是 _______、 _______ 、 _______ ；雨后天空出现的彩虹，是太阳光被空气中的小水滴_______后形成的_______现象；红光之外看不见的光叫 _______ ，紫光之外看不见的光叫 _______ 。
答案：红；绿；蓝；折射（色散）；色散；红外线；紫外线
解析：彩色电视机的画面就是由红、绿、蓝三色光按不同比例混合而成；小水滴相当于一个个小三棱镜，把太阳光色散成七色光带，这就是彩虹的成因。
练习与应用
选择题
第 3 题 下列事例中，属于红外线应用的是（ ）
A. 验钞机辨别钞票真伪 B. 电视机遥控器
C. 医院的紫外线消毒灯 D. 使荧光物质发光
答案：B
解析：A、C、D 都是紫外线的应用：紫外线能使荧光物质发光（验钞），能杀菌（消毒灯）；红外线最显著的特性是热效应强，一切物体都在不停地向外辐射红外线，温度越高辐射越强，因此可用于遥控、红外测温、夜视仪、红外烤箱等。
练习与应用
解答题
第 4 题 列表比较红外线和紫外线：它们分别位于可见光谱的哪一端？各有什么主要特性？各举两个应用实例。
红外线：位于红光端以外，热效应强，一切物体都在辐射、温度越高越强；应用如电视机遥控器、红外测温枪、红外夜视仪、红外烤箱。
紫外线：位于紫光端以外，能使荧光物质发光、能杀菌；应用如验钞机、紫外线消毒灯。过量照射会伤害皮肤和眼睛，需要注意防护。
解析：比较类题目抓三点：位置、特性、应用。答题时把「看不见的光」与「可见光」的边界说清楚，并注意紫外线「有益也有害」的两面性。

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