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第5節(jié)　 光的色散 知識與技能 1．通過實驗探究觀察光的色散現象。 2．了解色光的混合規(guī)律，體驗感悟物體的顏色之謎。 3．認識紅外線、紫外線及其作用。 過程與方法 1．通過演示實驗，了解白光的色散現象。 2．探究色光的混合，獲得有關知識，體驗探究的過程和方法。 3．通過收集、交流關于紅外線、紫外線的資料，獲得處理信息的方法。 情感、態(tài)度與價值觀 1．通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的喜悅，樂于參加物理學習活動。 2．初步建立可持續(xù)發(fā)展的意識，有保護人類生存環(huán)境的意識。 重點 光的色散及色光的復合。 難點 色光的三原色混合規(guī)律。 三棱鏡、擋光板、白屏、玻璃板、白紙板、盛水的碗、光碟、手電筒、多媒體課件。 一、創(chuàng)設情境，導入新知 問題：白天我們看到的光從何而來？太陽光是什么顏色的？ 引入：以前人們一直認為白色是最單純的顏色，白光是最單純的光，不能分解，到17世紀英國的科學家牛頓通過一個實驗發(fā)現了一種極為奇妙的現象，讓人們對于上面的問題有了明確的認識。那么大家想知道他的實驗是怎么做的嗎？白光到底能不能分解呢？ 播放關于彩虹傳說的動畫，提出“為什么天空中會有彩虹呢？”，引出課題。 二、自主合作，感受新知 回顧以前學的知識，閱讀課文并結合生活實際，完成《探究在線高效課堂》相關作業(yè)部分。 三、師生互動，理解新知 (一)色散 情景介紹：17世紀以前，人們一直認為白光是最單純的顏色。直到1666年，英國物理學家牛頓用玻璃三棱鏡使太陽光發(fā)生了色散(dispersion)，這才解開了光的顏色之謎。 牛頓是怎樣讓太陽光色散的呢？我們一起來做一下。 出示三棱鏡讓大家觀察一下它有什么特點。 (透明的，有三條棱。) 演示：讓一束太陽光照射到三棱鏡上，調節(jié)，另一邊用白屏承接，引導學生認真觀察，太陽光通過三棱鏡后發(fā)生了什么？ 在黑板上畫示意圖甲，播放色散圖片： 結論：讓一束太陽光照射到三棱鏡上，會被分解成各種顏色的光，如果用一個白色的光屏來承接，在白色光屏上就形成了一條彩色的光帶，顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。 我們把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種顏色的現象叫做光的色散。 問題：根據光路可逆原理，被分解出來的七種色光如果逆著原來出射的方向入射到三棱鏡，將會出現什么現象呢？ (七種色光如果逆著原來出射的方向入射到三棱鏡，會復合成白光。) 擴展：雨后的彩虹就是由色散現象引起的。 下雨過后，有很多小水滴，由于重力的作用，它的下半部分較大，上半部分較小。水滴像三棱鏡，太陽光經水滴后也會發(fā)生色散，空中有很多水滴聚在一起，正因如此，我們在雨過天晴會看到彩虹。 想想做做： 在做好“色散”的演示實驗后，為增加學生對色散的興趣和體驗，可讓同學們分組做一下“分解太陽光”的實驗?！胺纸馓柟狻钡幕顒觾热菔抢闷矫骁R和水來使白光色散的一個方案。把由白光分解出的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶反射到白色的墻壁上很醒目。 學生分組實驗：按課本P85圖4.5－2，深盤上盛上一些水，盤邊斜放一個平面鏡，使太陽光照射到白色的墻壁上，觀察墻壁上反射光的顏色。 現象：由白光分解出的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶反射到白色的墻壁上。 典例解讀 【例1】下列物理現象中，屬于光的色散的是(　　) A．太陽光穿過大氣層傳播路徑是彎曲的 B．插在水中的筷子，在水中的部分向上折了 C．通過河面觀賞岸邊各種顏色燈光的倒影 D．雨后的彩虹 【解析】 選項A、B都屬于光的折射現象，并沒有發(fā)生白光分解成色光的現象，故A、B錯；選項C屬于光的反射現象，錯誤；選項D屬于光的色散現象，雨滴起到了三棱鏡的作用。 【答案】 D (二)色光的混合 問題1：陽光可以分解為七種單色光，但我們看到大自然的色彩遠比紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色來得豐富多彩，這又是怎么回事呢？ (一些色光混合后會產生許多豐富多彩的顏色。) 問題2：白光色散后的各種色光混合后又復合成了白光，那么七種單色光中的任意兩種或幾種混合后又將得到什么顏色呢？ (人們發(fā)現，把紅、綠、藍三種色光混合能產生各種色彩。因此把紅、綠、藍三種色光叫做色光的三原色。) 值得注意的是，顏料也有三原色：紅、黃、藍，拿紅、黃、藍這三種顏料混合也可以得到各種顏色的顏料。它跟色光的三原色是不同的。 擴展：彩色電視機的制成原理。電視屏幕上顯現出的畫面，豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍三種色光組成的。如果用放大鏡觀察彩色電視機畫面就會觀察到這一現象了。 (三)看不見的光 1．光譜 問題1：白光通過三棱鏡后在光屏上形成一條彩帶，自上而下分別是什么顏色的光？ (白光通過三棱鏡后在光屏上形成一條彩帶，自上而下是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。) 三棱鏡可以把太陽光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫幾種不同顏色的光，把它們按這個順序排列起來，就是光譜(spectrum)。如課本圖4.5－5。 問題2：我們在前面學過，人耳有聽不見的聲音，同樣的，是否存在人眼看不到的光呢？ (在光譜上看的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫各色光，稱為可見光。) 擴展：英國天文學家赫歇爾在1800年研究光譜中各種色光的熱效應時，把溫度計移到光譜的紅光區(qū)域的外側，結果溫度上升得很快，說明那里有看不見的射線射到溫度計上，于是發(fā)現了紅外線。 德國化學家里特1801年在光譜的紫光區(qū)域外側放置了一張照相底片，結果底片感光了，于是紫外線被找了出來。 在光譜上，紅光以外是紅外線，紫光以外是紫外線，都是人眼看不見的，稱為不可見光。 2．紅外線的應用 學生閱讀課本P86～87，了解紅外線的應用。 問題1：紅外線有什么應用？ (熱作用、紅外線夜視儀、遙控器等。) 問題2：一切物體都在不停地輻射紅外線，溫度越高的物體，輻射的紅外線越強。 這桌子在輻射紅外線嗎？我們人呢？ (輻射；都在輻射。) 用多媒體展示圖片，引起學生興趣。 擴展：物體在溫度升高時，它輻射的紅外線會大大增強。人體生病時，局部皮膚的溫度異常，如果在照相機里裝上對紅外線敏感的膠片，給皮膚拍照并與健康人的照片對比，有助于對疾病做出診斷。 夜間人的體溫比野外草木、巖石的溫度高，人體輻射的紅外線比它們強，人們根據這個原理制成了紅外線夜視儀，可以用在步槍的瞄準器上。 一切物體都在不停地輻射紅外線，其實也在不停地吸收紅外線，吸收紅外線后物體溫度會上升，按照這個原理制成了紅外線烘烤爐。 紅外線還可用來進行遙控。如電視機遙控器的前端有一個發(fā)光二極管，按下不同的鍵時，可以發(fā)出不同的紅外線，來實現電視機的遙控。 問題3：把遙控器對準電視周圍墻壁按按鈕，有時也可以控制電視，說明什么？ (紅外線可以反射。) 3．紫外線的作用及應用 問題1：我們平時拿到一張鈔票，是怎么辨別它的真?zhèn)蔚模? (對著光看，摸一下，看手感對不對。) 問題2：我們去銀行，銀行的員工是怎樣檢驗鈔票的？ (他們把鈔票放到驗鈔機中。) 說明：原來紫外線能使熒光物質發(fā)光，鈔票或商標的某些位置用熒光物質印上標記，在紫外線的照射下則會發(fā)出可見光，這是一種有效的防偽措施。 在醫(yī)院有很多病菌，可是如果用消毒水來消毒，它成本高，又比較難聞。紫外線有化學作用，能殺死微生物，所以醫(yī)院和食品店常用紫外線消毒。太陽光是天然紫外線的重要來源，衣服、被子經常在陽光下晾曬可以滅菌消毒。 適當的紫外線照射有助于人體合成維生素D，促進身體對鈣的吸收，對骨骼的生長和身體健康有好處，紫外線有生理作用。 問題3：太陽光是天然紫外線的重要來源，適當地曬太陽對身體有好處，但是不是曬得越多越好呢？在陽光下，時間長了會怎樣？ (頭暈，皮膚很燙，會變黑。) 說明：過量的紫外線照射對人體有害，地球的周圍包圍著厚厚的大氣層，陽光中的紫外線大部分被大氣層上部的臭氧層吸收，不能到達地面，這才使地球上的生物得以生存。 近年來，臭氧層正在受到空調、冰箱里面放出的氟利昂等物質的破壞，臭氧層出現“空洞”。為了保護臭氧層，保護我們的家園，同學們有什么好的建議？ (停止生產氟利昂，研制出氟利昂的替代品，少用空調。) 典例解讀 【例2】 紅外線探測器、紅外線 照相機能識別不同溫度的物體的原理是(　　) A．它們既能向外輻射紅外線，也能吸收紅外線 B．它們能測量物體的溫度 C．它們通過記錄不同物體輻射出強度不同的紅外線來識別不同溫度的物體 D．它們能根據溫度的不同而射出不同的紅外線 【解析】 物體的溫度不同，向外輻射的紅外線強度也不同，故通過紅外線探測器、紅外線照相機可以感知不同物體的紅外線強度，從而識別不同溫度的物體。 【答案】 C 四、嘗試練習，掌握新知 《探究在線高效課堂》相關作業(yè)部分。 五、課堂小結，梳理新知 本節(jié)課我們通過實驗探究觀察光的色散現象；了解色光的混合規(guī)律，體驗感悟物體的顏色之謎；認識紅外線、紫外線及其作用。 六、深化練習，鞏固新知 《探究在線高效課堂》相關作業(yè)部分。