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大学物理实验设计性实验
实 验 报 告
物理系 大学物理实验室
实验日期：200 9 年 12 月 4 日
实验题目： 光的色散研究
班 级：
姓 名：
学号：
指导教师：
实验24 《光的色散研究》实验提要
实验课题及任务
《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同。对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。折射率n 随波长λ又而变的现象称为色散。
学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。
⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。
⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线λ~n ； ⑸ 应该用什么方法处理数据，说明原因。
⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器
给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯
实验提示
最小偏向角min δ。与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。折射率n 与波长λ之间的关系曲线称为色散曲线。本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与min δ对应的n 值，在直角坐标系中做出三棱镜的λ~n 色散曲线。用同一个三棱镜测出钠光谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。
教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验；
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)供教师修改。
思考题
证明41i i （1i 为入射角，4i 为折射角）时的偏向角为最小偏向角。
图1
光的色散研究
实验目的：
1.进一步掌握分光计的调整技术，学习用分光观察棱镜光谱
2.握用分光仪测量棱镜的顶角的方法
3.握用最小偏向角法测量棱镜的折射率
4.会用分光仪观察光谱，研究光的色散
实验仪器：
分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯
实验原理：
1.光的色散和色散曲线 光在物质中的传播速度v 随波长而改变的现象，称为色散。因为物质的折射率n
可以表示为
,
式中c 是真空中的光速。由上式可见，色散现象也表现为物质的折射率随波长的变化，即可以表示为下面的函数形式
上式所表示的关系曲线，也就是折射率随波长的变化曲线，称为色散曲线。物质的折射率随波长变化的状况和程度，常用色散率d n /d 来表征。
2、最小偏向角法测量三棱镜玻璃材料的折射率
测量玻璃材料折射率的方法很多，这里用的是最小偏向角法。如图1所示，三角形ABC 表示三棱镜的主截面，AB 和AC 是透光面（又称为折射面）。设有一束单色光LD 入射到棱镜的AB 面上，经过两次折射后从AC 面沿ER 方向射出。入射线LD 和出射线ER 间的夹角δ称为偏向角。根据图1，由几何关系，偏向角δ为
)()(3421i i i i FED FDE -+-=∠+∠=δ （1）
因α=+32i i ，α为三棱镜的顶角，故有
αδ-+=41i i （2） 对于给定的棱镜来说，顶角α 是固定的。由式2可知，δ随i 1和i 4而变化。其中，i 4
与i 3、i 2、i 1依次相关，由折射率决定。因此，i 4是i 1的函数。归结到底，偏向角δ也就仅随i 1变化。由实验中可以观察到，当i 1变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角δmin 。下面用求极值的方法来推倒δ去极值的条件。
令01=di d δ，由式（2）得
11
4
-=di di （3） 再利用α=+32i i 及两折射面处的折射条件
432
1sin sin sin sin i i n i n i == （4） 得到
3
222223
2
2
32
222223
222222321
4312233414tan )1(1tan )1(1tan sec tan sec sin 1cos sin 1cos cos cos )1(cos cos i n i n i n i i n i i n i i n i i n i i i n di di di di di di di di -+-+-
=---
=---=?-?=??= （5）
比较式（3）和式（5），有32tan tan i i =。而在棱镜折射的情形下，i 2和i 3均小于π/2，故i 2=i 3。由式（4）可知，i 1=i 4。可见，δ取极值的条件为
32i i =或41i i = （6） 显然，这时入射光和出射光的方向相对于棱镜是对称的，光线在棱镜内平行于底边。同
样可证当41i i =时，02
12>di d δ
，即δ取得极小值。此时得到
αδ-=1min 2i （7）
而2/,232αα=+=i i i 。于是，棱镜对该单色光的折射率为
()2/sin 21
sin sin sin min 21ααδ+=
=i i n （8） 由于α是常数，且
180min <+αδ，故n 与min δ是一一对应的。
由式（8）可知，实验上只要测得三棱镜的顶角α和某单色光通过三棱镜后所对应的最小偏向角min δ，则该单色光在玻璃材料中的折射率n 即可求。
3、(1) 用反射法测三棱镜顶角A
转动载物台，使三棱镜顶角对准平行光管，让平行光管射出的光束照在三棱镜两个折射面上（见图2）。将望远镜转至I 处观测反射光，调节望远镜微调螺丝，使望远镜竖直叉丝对准狭缝像中心线。再分别从两个游标（设左游标为1右游标为2读出反射光的方位角1θ，'1θ然后将望远镜转至Ⅱ处观测反射光，相同方法读出反射光的方位角2θ，'2θ。由图2以证明顶角为:
4/)]''()[(1212θθθθ-+-=A
要求测量3次以上，求平均值和不确定度，数据表格自拟。每次测量完后可以稍微变动载物台位置，再测下一次。
（2）用自准法测量三棱镜顶角A
利用望远镜自身的平行光及阿贝自准系统来进行测量的，测量光路如图3所示，使望远镜光轴垂直于AB 面,读出角度θM 和θN ，再将望远镜垂直于AC 面读出角度θ’M 和θ’N 。望远镜转过角度
)]()[(2
1
'
'N N M M θθθθ?-+-=。
由几何关系可得：三棱镜顶角 A=180o -φ. 4．最小偏向角的测量方法
测定棱镜的顶角后，把顶角A 放到载物平台的中心，棱镜的磨沙面向外，使从平行光管出来的汞灯光能经过棱镜色散后形成光谱。先用眼睛直接观察平行光经过折射后的出射方向，再将望远镜移到该处，使在望远镜中能清楚地看到光谱。然后缓缓地转动平台，使光谱的偏向角逐渐减小，调节望远镜，使当平台转动时保证能看到光谱。当载物平台转到某一位置时谱线不随平台转动而移动，而且当继续转动平台谱线会向相反方向移动，也即偏向角反而增大。谱线移动改变的位置就是棱镜对该谱线的最小偏向角。
反复转动平台，准确找到该位置，然后固定平台,转动望远，使十字叉丝的竖线与光谱线重合，记录在该位置的游标读数1θ和'1θ。
移去三棱镜，再转动望远镜，使十字叉丝竖线对准平行光管的狭缝像，记录两游标的读数2θ和'2θ。
与望远镜的两个位置相应游标之差，即为最小偏向角min δ 2/)]''()[(1212min θθθθδ-+-=
实验步骤：
1. 调节分光仪
先用目测法进行粗调，平行光管锁紧螺钉，调节平行光管倾斜度调节螺钉与望远镜倾斜度调节螺钉，使两者目测呈水平。再完全松开载物台倾斜度调节螺钉，使上圆盘紧贴着下圆盘，使载物台呈水平。
（1）调节望远镜聚焦无穷远
打开小灯泡开关照亮目镜中的双十字叉丝，前后移动目镜，使双十字叉丝位于目镜的焦平面上，使该十字最清晰。然后，将一平面反射镜按图放在载物台上，使平面镜的反射面与平台下的两个螺丝2a和3a的连线垂直，当调节镜面的俯仰时只需调节2a 和3a就行了。缓慢地左右转动平台，使由透明十字叉丝线经物镜发出的平行绿光经镜面反射后，又回到物镜镜筒中并行成一模糊的小十字像。若看不见像或光斑，说明镜面对望远镜的倾斜度不合适，应调节望远镜的螺丝或调节平台下的螺丝2a和3a以找到光斑。找到光斑后，前后移动目镜套筒，使十字像最清晰。这时候望远镜就已经聚焦
无穷远。
（2）调节望远镜光轴与仪器转轴垂直
撤去平面镜，把三棱镜放在平台上，顶角A与平台圆心重合，一条边与平台底下的两个螺丝2a和3a的连线的中垂线重合，而且一个光学面正对望远镜，另一光学面对着平行光管。左右转动平台，观察望远镜中是否能观察到十字像，若没有，就调节望远镜倾斜度螺丝和平台调节螺丝2a和3a，使在望远镜中能看到反射回来的十字叉丝。若看到的十字像如下图，采用各调一半法进行处理，即调节望远镜倾斜度螺丝，使十字像与上叉丝的距离移近一半，调节靠近望远镜这一端的平台调节螺丝，使十字像与上叉丝重合。旋转平台180o，重复刚才的步骤，使十字像与上叉丝重合为止，接着旋转平台90o，调节平台下的螺丝1a，使十字像与上叉丝最终重合。
（3）调整平行光管，使其产生平行光，并使其光轴与仪器转轴平行
用前面已经调整好的望远镜调节平行光管。当平行光管射出平行光时，则狭缝成像于望远镜物镜的焦平面上，在望远镜中就能清楚地看到狭缝像，并与准线无视差。
?? ①调整平行光管产生平行光。取下载物台上的平面镜，关掉望远镜中的照明小灯，用钠灯照亮狭缝，从望远镜中观察来自平行光管的狭缝像，同时调节平行光管狭缝与透镜间的距离，直至能在望远镜中看到清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽使望远镜视场中的缝 宽约为1mm 。
?? ②调节平行光管的光轴与分光计中心轴相垂直。望远镜中看到清晰的狭缝像后，转动狭缝（但不能前后移动）至水平状态，调节平行光管倾斜螺丝，使狭缝水平像被分划板的中央十字线上、下平分。这时平行光管的光轴已与分光计中心轴相垂直。再把狭缝转至铅直位置，并需保持狭缝像最清晰而且无视差。
2.测量三棱镜的顶角
打开汞灯，用反射法测量三棱镜的顶角A ，重复测量4次，求顶角及其平均值和不确定度。
3.测量不同光谱的最小偏向角
（1）按照图4放置三棱镜，转动望远镜找到出射光的位置，反复转动平台，准确找到谱线移动改变的位置，然后固定平台，转动望远镜，使十字叉丝的竖线首先与红色谱线重合，记录两游标的读数1θ和'1θ。
（2）移动望远镜，依次对准其他谱线，分别记录在该位置的游标读数。
（3）移去三棱镜，再转动望远镜，使十字叉丝竖线对准平行光管的狭缝像，记录两游标的读数2θ和'2θ。
（4）分别求出各谱线的最小偏向角min δ和min δ的不确定度 U δ （5）求出对应的相对不确定度。
4、求汞灯各种光谱的折射率n 及不确定度。
5、根据折射率n 与波长λ作出玻璃材料的色散曲线λ~n 。
注意事项:
（1）三棱镜要轻拿轻放，要注意保护光学表面，不要用手触摸折射面。
（2）用反射法测顶角时，三棱镜顶角应靠近载物台中央放置（即离平行光管远一些）否则反射光不能进入望远镜。
（3）在计算望远镜转角时，要注意望远镜转动过程中是否经过刻度盘零点，如经过零点，应在相应读数加上360°（或减去360°）后再计算。
思考题：
证明41i i =（1i 为入射角，4i 为折射角）时的偏向角为最小偏向角。
数据处理：
1、用反射法测三棱镜顶角的数据记录：
棱镜顶角：
4/)]''()[(21211θθθθ-+-=A
=[(50°25′15″+360°-290°25′30″)+( 230°25′30″-110°26′00″)]/4 =59°59′49″
同理得：
A 2=60°00′08″ A 3=59°59′56″ A 4=60°00′04″
棱镜顶角的平均值：
4
)(4321A A A A A +++=
=（59°59′49″+60°00′08″+59°59′56″+60°00′04″）/4 = 59°59′59″
棱镜顶角的A 类不确定度 ：
∑-=-=n
i A A A S i n 1
2)(11=[()()()()]2222″59′5959-″04′0060″
59′5959-″56′5959″59′5959-″08′0060″59′5959 -″49′59591
41
??+??+??+??- =8″
=0.00004
棱镜顶角的B 类不确定度： 3
2'=u A =0.0003
棱镜顶角的不确定度 ：
u S U A A 2
2+=
δ
=2200004.00003.0+=0.0003
2、测量最小偏向角数据记录：
红色谱线的最小偏向角：
min δ=
2
)
″15′26119″15′10170()″30′26299″30′10350(?-?+?-?=50°44′00″
同理得：黄色（1）谱线的最小偏向角min δ=51°01′08″
黄色（2）谱线的最小偏向角min δ=51°02′45″ 绿色谱线的最小偏向角min δ=51°24′08″ 青色谱线的最小偏向角min δ=52°13′08″ 蓝紫色谱线的最小偏向角min δ=53°35′30″ 紫色（1）谱线的最小偏向角min δ=54°35′00″ 紫色（2）谱线的最小偏向角min δ=54°42′15″
各光谱偏向角的不确定度 2'=?=inst K U δ，K=1
2'=?
=inst
U δ=0.0006
3、三棱镜对于不同光谱的折射率
()??
?
?????
???+==2sin 2sin sin sin min 21A A i i n δ
红色：n 1=()?
?
?
?????
?????+?2″59′5959sin 2″59′5959″00′
4450sin = 1.6456
同理得：黄色（1）n 2=1.6484 , 黄色（2）n 3=1.6487 绿色n 4=1.6522 青色n 5=1.6602 蓝紫n 6=1.6734 紫色（1）n 7=1.6828 ， 紫色（2）n 8=1.6840 三棱镜对于不同光谱的折射率的不确定度
U
n
=
)()(2
2U n U A n A δδ
????+
=])2
(sin )2cos(21[])2(sin 2sin 21
[1
min 2
min 2
2
U A
A U A A δδδ-+-+ 红色光谱折射率的不确定度：
U
n
= ])2
(sin )2cos(
21[])2(sin 2sin 21[1
min 2
min 2
2
U A A U A A δδδ-+-+ =
]0006.0)29″
5′9559(sin )2″59′5959″00′4450cos(21[]0003.0)29″5′9595(sin 2″00′4450sin 21[1
2
2
2
??+???-+- =0.0004
同理得：黄色（1）：U n = 0.0004 黄色（2）：U n = 0.0004
绿色：U n = 0.0004 青色：U n = 0.0004 蓝紫：U n = 0.0004
紫色（1）：U n = 0.0004 紫色（2）：U n = 0.0004
相对不确定度：%100?±=n
U U n rn
红色：U rn =%1006456
.10004
.0?±
=%02.0±
同理得：黄色（1）：U rn =%02.0± 黄色（2）：U rn =%02.0±
绿色：U rn =%02.0± 青色：U rn =%02.0± 蓝紫：U rn =%02.0± 紫色（1）：U rn = %02.0± 紫色（2）：U rn =%02.0±
实验结果：
红色：n =(1.6456±0.0004) U rn =%02.0± 黄色（1）：n =(1.6484±0.0004) U rn =%02.0± 黄色（2）：n =(1.6487±0.0004) U rn =%02.0± 绿色：n =(1.6522±0.0004) U rn =%02.0± 青色：n =(1.6602±0.0004) U rn =%02.0± 蓝紫：n =(1.6734±0.0004) U rn =%02.0± 紫色（1）：n =(1.6828±0.0004) U rn =%02.0± 紫色（2）：n =(1.6840±0.0004) U rn =%02.0±
4、作出玻璃材料的色散曲线λ~n （坐标纸）
思考题：证明41i i =（1i 为入射角，4i 为折射角）时的偏向角为最小偏向角。
图表示单色光在三棱镜主截面（垂直于两折射面
的
截面）内的折射（?即为折射角4i ）。从图中可见
112()()FDE FED i δγ?γ=∠+∠=-+-
因为顶角
所以 1()i A δ?=+-
A A A =
=
=
故当41i i =时，上式取最小值，即δ取最小值，此时的偏向角δ为最小偏向角。
图1
思考题：
证明41i i =（1i 为入射角，4i 为折射角）时的偏向角为最小偏向角。 证明：根据图1，由几何关系，偏向角δ为 )()(3421i i i i FED FDE -+-=∠+∠=δ （1） 因α=+32i i ，α为三棱镜的顶角，故有
αδ-+=41i i （2） 对于给定的棱镜来说，顶角α 是固定的。由式2可知，δ随i 1和i 4而变化。其中，i 4与i 3、i 2、i 1依次相关，由折射率决定。因此，i 4是i 1的函数。归结到底，偏向角δ也就仅随i 1变化。由实验中可以观察到，当i 1变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角δmin 。下面用求极值的方法来推倒δ去极值的条件。 令01=di d δ，由式（2）得
11
4
-=di di （3）
再利用α=+32i i 及两折射面处的折射条件
432
1sin sin sin sin i i n i n i == （4） 得到
3
222223
2
2
32
222223
222222321
4312233414tan )1(1tan )1(1tan sec tan sec sin 1cos sin 1cos cos cos )1(cos cos i n i n i n i i n i i n i i n i i n i i i n di di di di di di di di -+-+-
=---
=---=?-?=??= （5）
比较式（3）和式（5），有32tan tan i i =。而在棱镜折射的情形下，i 2和i 3均小于π/2，故i 2=i 3。由式（4）可知，i 1=i 4。可见，δ取极值的条件为
32i i =或41i i = （6）
显然，这时入射光和出射光的方向相对于棱镜是对称的，光线在棱镜内平行于底边。同
样可证当41i i =时，02
12>di d δ
，即δ取得极小值。
光的色散1．色散：白光分解成多种色光的现象。 2．光的色散现象：一束太阳光通过三棱镜，被分解成七种色光的现象叫光的色散，这七种色光从上至下依次排列为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(如图甲所示)。同理，被分解后的色光也可以混合在一起成为白光(如图乙所示)。 光的三原色及色光的混合 1．色光的三原色：红、绿、蓝三种色光是光的三原色。 2．色光的混合：红、绿、蓝三种色光中，任何一种色光都不能由另外两种色光合成。但红、绿、蓝三种色光却能够合成出自然界绝大多数色光来，只要适当调配它们之间的比例即可。色光的合成在科学技术中普遍应用，彩色电视机就是一例。它的荧光屏上出现的彩色画面，是由红、绿、蓝三原色色点组成的。显像管内电子枪射出的三个电子束，它们分别射到屏上显不出红、绿、蓝色的荧光点上，通过分别控制三个电子束的强度，可以改变三色荧光点的亮度。由于这些色点很小又靠得很近，人眼无法分辨开来，看到的是三个色点的复合．即合成的颜色。 如图所示，适当的红光和绿光能合成黄光；适当的绿光和蓝光能合成青光；适当的蓝光和红光能合成品红色的光；而适当的红、绿、蓝三色光能合成白光。因此红、绿、蓝三种色光被称为色光的“三原色。”
物体的颜色：在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，不同物体，对不同颜色的光反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。 光的色散现象得出的两个结论： 第一，白光不是单色的，而是由各种单色光组成的复色光；第二，不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 色光的混合：不能简单地认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如：红光和绿光能混合成黄光，但黄光仍为单色光，它通过三棱镜时并不能分散成红光和绿光。 物体的颜色： 由它所反射或透射的光的颜色所决定。 1．透明物体的颜色由通过它的色光决定在光的色散实验中，如果在白屏前放置一块红色玻璃，则白屏上的其他颜色的光消失，只能留下红色，说明其他色光都被红玻璃吸收了，只能让红光通过，如图所示。如果放置一块蓝玻璃，则白屏上呈现蓝色。 2．不透明物体的颜色由它反射的色光决定在光的色散实验中，如果把一张红纸贴在白屏上，则在红纸上看不到彩色光带，只有被红光照射的地方是亮的，其他地方是暗的；如果把绿纸
神奇的光现象 一、教学任务分析 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、三原色光和物体的颜色之谜。 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原因，体会三原色组合应用，了解物体的颜色之谜。 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。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）知道光的色散现象和原因。 （2）知道光的三原色。 （3）知道物体的颜色成因。 （4）初步学会观察与光的色散有关的实验现象。 2、过程与方法 （1）经历把白光分解为各种色光的实验探究。 （2）感受色光混合的实验过程。 （3）经历研究透明物体和不透明物体颜色成因的过程。 3、情感、态度与价值观 （1）体验色散的各种事实，了解尊重事实、实事求是的科学态度。 （2）体验研究“白光分解”、“色光混合”和“透明物体和不透明物体颜色成因”的实验过程，萌发对物理现象的好奇心和物理学习的兴趣，树立尊重他人的意识。 三、教学重点和难点 重点：白光的色散、三原色光。 难点：色散的原因。 四、教学资源 1、学生实验器材：手电筒、装有水的圆形烧瓶、三棱镜、玻璃砖、彩色透明纸、三色陀螺、计算机等。 2、演示实验器材：强平行光源、三棱镜、教师制作的多媒体课件等。 3、自制模拟演示PPT幻灯片。 五、教学设计思路 本设计的内容包括白光的色散、物体的颜色等两部分内容。 本设计的基本思路是：以关于彩虹传说的flash动画和探究小实验为基础，以学生分组实验讨论、教师点拨为基本方法，引入白光的色散现象。通过“探究三原色光的混合”等学生实验，建立“三原色光”的概念。最后通过“透明物体颜色的成因”和“不透明物体颜色的成因”等学生实验和演示实验，得到物体颜色的成因。 本设计要突出的第一个重点是白光的色散。方法是：可以结合多媒体课件和实验现象两方面信息加深学生的印象和理解。实施教学时，创设情景引入，利用传说导入彩虹现象，激起学生的学习兴趣与求知欲，并鼓励他们利用现有的器材设法找到类似彩虹的彩色条纹，活动中让学生在没有框定的情况下以多种方法去探索寻找，从而全方位释放学生的思维活动，
光的色散 一、笔记： 1、光的色散概念 2、色光的混合：白光的组成：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 色光的三原色：红、绿、蓝 颜料的三原色：品红、黄、青 3、物体的颜色 透明物体：由通过它的色光决定； 不透明物体：由它反射的色光决定。 二、同步练习 1、雨后的天空，有时会出现美丽的彩虹，关于“彩虹”下列说法错误的是（） A、是光的折射现象 B、是光的色散现象 C、是光的反射现象 D、是由于空气中悬浮有大量的小水珠而形 成的 2、商场里的花布的图案是有无数种的颜色拼排而成，各种颜色均是由三种原颜 料调和而成，这三原颜料的颜色是（） A、红橙黄 B、红绿蓝 C、黄红蓝 D、红白蓝 3、下面是色光的混合，混合后的颜色正确的是（） A、红色和绿色混合，得到靛色 B、蓝色和红色混合，得到黄色 C、绿色和黄色混合，得到橙色 D、黑色、绿色和兰色混合，得到白色 4、透过蓝色的透光玻璃，进行下列观察，结果是（） A. 观察黄色物体，呈现绿色 B. 观察白色物体，呈现蓝色 C. 观察红色物体，呈现红色 D. 观察任何颜色的物体，都呈现蓝色 5、下列现象，属于光的色散现象的是（） A．小孔成像 B．水中月亮 C．雨后彩虹 D．海市蜃楼6、我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”实验：“背日喷乎水，成虹霓之状．”形成这种现象是由于（） A．光的直线传播 B．光的色散 C．光的反射 D．凸透镜成像7、在没有其他光照的情况下，舞台追舞灯发出的红光照在穿白色上衣、蓝色裙 子的演员身上，观众看到她（） A.全身呈蓝色 B.全身呈红色 C.上衣呈红色，裙子呈蓝色 D.上衣呈红 色，裙子呈黑色 8、在各种色光中，被称为三原色光的是（） A．红、绿、蓝 B．红、黄、蓝 C．红、黄、绿 D．黄、绿、蓝9、晴朗的天空为什么是蓝的，下列各种说法中正确的是（） A．太阳光穿过大气层中，除蓝光以外的其它色光都被大气层吸收掉了 B．太阳光穿过大气层中，除蓝光以外的其它色光都被反射回去了 C．空中漂浮着大量的微小物或小水滴，太阳光通过大气层时，太阳光遇到这 些微小物或小水滴发生散射， 太阳光中的红光等色光散射较小穿过了大气层，而蓝光散射较大 D．以上说法都正确 10、下列说法中，正确的是（） A. 黑纸上写红字，在红色的灯光下很难辨认； B. 白纸在黄色灯光的照射下看起来仍然是白色的； C. 彩色电视机的色彩是用红、绿、蓝三种颜色按不同的比例混合得到的； D. 颜料的三原色是红、黄、青；
八年级物理上册第二章光的色散学案人教新课 标版 第二章第五节光的色散学习目标（1）了解色散现象和原因。。（2）知道色光的三原色跟颜料的三原色是不同的。（3）知道物体的颜色成因。学习过程 一、自主学习：阅读课本51-53页回答下列问题 1、色散： 。色散现象说明。 2、物体的颜色：透明物体的颜色是由决定的。通过色光，呈现绿色；不透明的物体的颜色是由它决定的。反射红光，呈现色。 3、色光的三原色： 4、颜料的三原色。 二、合作探究：黑色花为什么很少见？我们生活在姹紫嫣红、色彩缤纷的花的世界中，但是我们看到的黑色花却很少。植物学家对4千多种花的颜色进行了统计，发现只有8种黑色花，而且还不是纯正的黑色，只是偏紫色而已。为什么会出现这种现象呢？原来花的颜色与太阳光及花瓣反射、吸收光有光，太阳光由7种色光组成。光的颜色不同，其热效应也不同。有色不透明物体反射与他相同的光，吸收与它颜色不相同的光，黑色物体吸
收各种颜色的光。花瓣比较柔嫩，为了生存，避免受高温伤害，它们吸收热效应较弱的光，而反射热效应较强的光。这就是我们看到红、橙、黄色花多，而蓝、紫色花少的原因。若吸收7种色光，受高温伤害就更大，花也更难生存，所以黑花很少。（1）红花反射什么颜色的光，吸收什么颜色的光？（2）材料中提到“光颜色不同，热效应也不同”，请你比较红色光与蓝色光的热效应强弱。（3）材料中没有提到白花，请你推断白花反射、吸收色光的情况。当堂训练： 1、雨后的天空，有时会出现美丽的彩虹，关于“彩虹”下列说法错误的是（） A、是光的折射现象 B、是光的色散现象 C、是光的反射现象 D、是由于空气中悬浮有大量的小水珠而形成的 2、商场里的花布的图案是有无数种的颜色拼排而成，各种颜色均是由三种原颜料调和而成，这三种原颜料的颜色是（） A、红橙黄 B、红绿蓝 C、黄红蓝 D、红白蓝
【目的和要求】 通过实验认识光的色散现象： 1．白光是复色光，通过棱镜后分解成各种色光： 2．把各种颜色的色光合在一起可以得到白光； 3．单色光不能再分解成其他的色光。 【仪器和器材】 三棱镜、白色光屏（可用白墙代替）、凸透镜、平面镜、狭缝、红色玻璃和蓝色玻璃，或“白光的色散与合成演示器”。 【实验方法】 1．用平面镜引入一束日光，通过狭缝照到三棱镜上，如图2．10－1所示。调整棱镜的方位，在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到的彩色光带。把白纸放在棱镜前，让学生看到照到棱镜上的光是白光，由此得知白光通过棱镜 折射后分解成各种颜色的色光。 2．在棱镜和光屏中间放一个凸透镜，调整凸透镜的位置，使得由三棱镜射出的各种颜色的色光都会聚在光屏上，得到白色的亮条，表明各种颜色的色光合 在一起成为白光。 3．在狭缝前放置红色玻璃（或蓝色玻璃），用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光（或蓝光），通过三棱镜后，光改变了传播方向，但不分解，仍然是红 光（或蓝光）。 【注意事项】
1．仪器要在课前组装调整好，下面的调整顺序可供参考。按图2．10－2所示大致先摆好平面镜、棱镜和光屏的位置。转动平面镜使一束日光照到棱镜上，再稍稍转动棱镜的方位，在光屏上就可以见到彩色的光带。最后再在棱镜前面放上狭缝，调整狭缝的宽度，使得光屏上的几种颜色分辨得更清楚。要注意，狭缝的宽度要适当，例如3～5毫米左右。缝越宽，屏上光带的亮度越强，但是不同色光的光带会重叠，几种颜色不容易完全辨清。 2．日光的强度高，平行度好，而且日光的色温较高，是理想的白光光源，实验容易做好，如果狭缝取宽一些，实验可在一般教室中进行。光源也可以用普通平行光源来代替，由于白炽灯的色温较低，光的颜色偏黄，同时，光的强度也 较弱，实验需在暗室中进行。 3．用凸透镜把各种颜色的色光合成为白光的实验原理，如图2．10－3所示。如果在棱镜的出射面上加一个光阑，从出射面的AB部分射出的光通过光阑后照到凸透镜上。调整凸透镜的位置，使AB成实像于光屏上，实像A′B′是白色的。棱镜的出射面AB上的每一点发出的光包含了从该点射出的各种色光，并且这些不同的色光出射角是不相同的。经过凸透镜的折射，会聚在光屏上相应的像点处，每个像点都是由各种色光会聚的，因此，像A′B′是白色的。 实验时，应选择通光口径φ和焦距f都大一些的凸透镜。三棱镜出射光的侧面与光屏的距离要略大于透镜4倍焦距。调整凸透镜的位置，使棱镜出射光的侧
光现象练习题（含答案） 总分：100分 一．选择题（每小题3分，共60分） 1.检查视力时，人眼与视力表的距离应为5m，可是检查视力的房间东西墙壁最大的距离为3.5m，此时，眼科医生把视力表挂在东墙上，在西墙上挂一面大平面镜，此时被检查者应面向西坐在平面镜前合理的位置是（） A．距镜面3m B.距镜面2m C．距镜面1.5m D.距镜面1m 2.物体在平面镜中所成的像的大小取决于（） A．镜面的大小 B.观察者的位置 C.物体的大小 D.物体与镜面的距离 3.俗话说“坐井观天，所见甚小”，能解释这一现象的是（） A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散 4.某人以1m/s的速度沿着平直的河堤行走，他在平静的河水中的倒影相对于河堤的速度是（） A.1m/s B.0.5m/s C.0 D.2m/s 5.下面几个现象中与光的反射有关的是（） A.太阳光下物体的影子 B.通过汽车的观后镜看车后方情景 C.晚上看到的五颜六色的霓虹灯光 D.利用激光给隧道准直 6.小明从平面镜里看到镜子对电子钟示数的图像 如图，这时的实际时刻是（） A．21:10 B．10:21 C．10:51 D．12:01 7.下列现象中，不能用光在均匀介质中传播的原理来解释的是（） A.平静的水面映出山的倒影 B.日食、月食的形成 C.影子的形成 D．小孔成像 8．某同学对着平面镜，从镜中看到一只没有数字的挂钟，读到的时间是3点零5分，则实际时间应是（） A.2:55 B.3:05 C.8:55 D.9:05 9.在四个墙角安放几个平面镜，可以让手电筒的光柱在教室里环绕一周，至少安放平面镜的个数 是（） A.4个 B.3个 C.2个 D.1个 10．夜晚某人在一盏路灯下，先走近路灯后走远，此人影子的长短变化情况是（） A.逐渐变长 B.逐渐变短 C.先变长，后变短 D.先变短，后变长 11．雨过天晴的夜晚，为了不踩到地上的积水，下面判断中正确的是（） A.迎着月光走，地上暗处是水；背着月光走，地上亮处是水 B.迎着月光走，地上亮处是水；背着月光走，地上暗处是水 C.迎着月光走或背着月光走，都应是地上发亮处是水 D.迎着月光走或背着月光走，都应是地上暗处是水 12．下列现象中属于光的反射的是（） A.在缓缓流淌的河水中可以看到河边垂柳的倒影 B.注满水的游泳池，池底看起来变浅了 C.人在阳光下，地面上出现影子 D.筷子斜插入水中，水下部分看起来上翘了 13．一个人站在平面镜前，当他离开平面镜越来越远时( ) A．像越来越小，像离人的距离 B．像越来越小，像离人的距离变小 C．像大小不变，像离人的距离变小 D．像大小不变，像离人的距离变大 14．一束光由空气斜射入水中，入射角逐渐增大，则折射角（） A．逐渐减小 B. 逐渐增大，但总小于入射角 C. 不变 D. 逐渐增大，可能大于入射角 15．如图1所示，一支铅笔与水平面成30°角斜放，A端接触一平面镜，要使铅笔在镜里的像与铅笔垂直，则平面镜与水平面的夹角为（） A、15° B、30 C、60° D、75 16．小明同学在课外用易拉罐做小孔成像实验的装置，如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔，则他在半透明纸上看到的像是（） A.蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像 C.三角形光斑 D．圆形光斑 17．夏日炎炎,人们总喜欢躲在大树的阴影下乘凉,树荫的形成是由于（）A．光的直线传播 B．光的漫反射 C．光的折射 D．平面镜成像 18．如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向镜面滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α应为： ( ) A．30°； B．45°；C．60°； D．90° 19．一束入射光照到平面镜上，如图4所示。当入射光和平面镜同时绕入射 点O沿相同方向转过10°时，反射光线将 A保持原方向不变； (B)转过10°； (C)转过20°； (D)转过40°。 20．甲站在没过腰的水中，乙在水面上和水面下观察甲时，分别感到（） A．水下部分变长，水上部分长度不变 B.水下部分变短，水上部分长度不变 C.水下部分长度不变，水上部分变长 D.水上、水下部分的长度都不变
光的色散 1．色散：白光分解成多种色光的现象。 2．光的色散现象：一束太阳光通过三棱镜，被分解成七种色光的现象叫光的色散，这七种色光从上至下依次排列为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(如图甲所示)。同理，被分解后的色光也可以混合在一起成为白光(如图乙所示)。 光的三原色及色光的混合 1．色光的三原色：红、绿、蓝三种色光是光的三原色。 2．色光的混合：红、绿、蓝三种色光中，任何一种色光都不能由另外两种色光合成。但红、绿、蓝三种色光却能够合成出自然界绝大多数色光来，只要适当调配它们之间的比例即可。 色光的合成在科学技术中普遍应用，彩色电视机就是一例。它的荧光屏上出现的彩色画面，是由红、绿、蓝三原色色点组成的。显像管内电子枪射出的三个电子束，它们分别射到屏上显不出红、绿、蓝色的荧光点上，通过分别控制三个电子束的强度，可以改变三色荧光点的亮度。由于这些色点很小又靠得很近，人眼无法分辨开来，看到的是三个色点的复合．即合成的颜色。 如图所示，适当的红光和绿光能合成黄光；适当的绿光和蓝光能合成青光；适当的蓝光和红光能合成品红色的光；而适当的红、绿、蓝三色光能合成白光。因此红、绿、蓝三种色光被称为色光的“三原色。” 物体的颜色：
在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，不同物体，对不同颜色的光反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。 ?光的色散现象得出的两个结论： 第一，白光不是单色的，而是由各种单色光组成的复色光；第二，不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的，红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 色光的混合： 不能简单地认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如：红光和绿光能混合成黄光，但黄光仍为单色光，它通过三棱镜时并不能分散成红光和绿光。 物体的颜色： 由它所反射或透射的光的颜色所决定。 1．透明物体的颜色由通过它的色光决定在光的色散实验中，如果在白屏前放置一块红色玻璃，则白屏上的其他颜色的光消失，只能留下红色，说明其他色光都被红玻璃吸收了，只能让红光通过，如图所示。如果放置一块蓝玻璃，则白屏上呈现蓝色。 2．不透明物体的颜色由它反射的色光决定在光的色散实验中，如果把一张红纸贴在白屏上，则在红纸上看不到彩色光带，只有被红光照射的地方是亮的，其他地方是暗的；如果把绿纸贴在白屏上，则只有绿光照射的地方是亮的，其他地方是暗的，如图所示。 规律总结：如果物体是不透明的，黑色的物体会吸收所有色光，白色物体会反射所有色光，其他颜色的物体只反射与它颜色相同的光。如红光照蓝裙子，蓝裙子只反射蓝光，红光被吸收，没有光进入我们的眼睛，感觉它呈黑色。 ?实验法研究透明物体和不透明物体的颜色： 1．透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。 2．不透明物体的颜色南它反射的色光决定。 3．如果在屏上贴一张黑纸，不论由什么颜色的光照射，其均为黑，这表明黑色物体吸收各种颜色的光；如果在屏上贴一张白纸，在白纸上能看到各种色光，表明白色物体反射各种色光，即红光照射到白纸上呈红色，黄光照射到白纸上呈黄色等。 ?颜料的三原色、颜料的混合： 1．颜料的三原色：颜料的三原色是红、黄、蓝，这三种颜料按一定比例混合，能调出各种不同的颜色。
第5节 光的色散 教学目标： 1、知识与技能领域： （1）初步了解光的色散现象，知道光谱、单色光、复色光、三原色光等概念； （2）初步了解物体的颜色是由什么决定的，解释简单的有关物体的颜色现象。 2、能力与方法领域： （1）了解实验是研究物理问题的重要方法，培养学生初步的观察分析、实验能 力，渗透通过实验总结物理规律的方法； （2）通过小组实验、观察、讨论活动，能归纳决定的物体的颜色主要规律； （3）学生能根据实验目的、步骤和要求，使用给定的实验器材，完成较简单的 实验任务；会写简单的实验报告。 3、情感、态度与价值领域： （1）通过主动参与学习活动，初步形成对自然现象的好奇心、对物理学习的兴 趣和亲和感； （2）养成主动关注周围世界，乐于思考和想象的学习习惯； （3）形成乐于交流、善于合作的团队意识。 ·教学重点：光的色散现象 教学难点：物体的颜色 教学准备： 演示实验仪器：较强的手电筒， 三棱镜，屏幕； 小组实验仪器：白的、黑的、红的、绿的、蓝的颜色纸，白的、黑的、红的、 绿的、蓝的透明玻璃纸，三个光比较强的手电筒，实验报告 纸。（4人/组） 教学流程： 设计思路： 这节内容与生活联系非常紧密，取自上海教育出版社出版的8年级实验教材。《光的色散》是在学习了光的传播、光的反射和折射的基础进行学习的，教学内容为：光的色散、颜色。本节教材的教学意图是将物理知识融于观察实验中 ，但由于本节内容是属于知道级的教学内容，只安排了一教时，故在教学中，教师通过演示光的色情景引入 演示、观察、归纳 演示、引导、归纳 实演、讨论、交流 演示、交流、授课 光的色散 单、复色光 光的三原色 物体的颜色 归纳小结 巩固反馈 课后巩固拓展
光的色散 一、笔记： 1光的色散概念 2、色光的混合：白光的组成：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 色光的三原色：红、绿、蓝颜料的三原色：品红、黄、青 3、物体的颜色 透明物体：由通过它的色光决定； 不透明物体：由它反射的色光决定。 二、同步练习 1雨后的天空，有时会出现美丽的彩虹，关于“彩虹”下列说法错误的是（ ） A、是光的折射现象 B 、是光的色散现象 C、是光的反射现象 D 、是由于空气中悬浮有大量的小水珠而形 成的 2、商场里的花布的图案是有无数种的颜色拼排而成，各种颜色均是由三种原颜 料调和而成，这三原颜料的颜色是（） A、红橙黄B 、红绿蓝C 、黄红蓝D 、红白蓝 3、下面是色光的混合，混合后的颜色正确的是（） A、红色和绿色混合，得到靛色 B 、蓝色和红色混合，得到黄色 C、绿色和黄色混合，得到橙色 D 、黑色、绿色和兰色混合，得到白色 4、透过蓝色的透光玻璃，进行下列观察，结果是（） A.观察黄色物体，呈现绿色 B. 观察白色物体，呈现蓝色 C.观察红色物体，呈现红色 D. 观察任何颜色的物体，都呈现蓝色 5、下列现象，属于光的色散现象的是（） A.小孔成像 B ?水中月亮 C ?雨后彩虹 D ?海市蜃楼 6、我国唐朝的张志和在《玄贞子》中记载了著名的“人工虹”实验：“背日喷乎水，成虹霓之状?”形成这种现象是由于（） A.光的直线传播 B ?光的色散 C ?光的反射D ?凸透镜成像 7、在没有其他光照的情况下，舞台追舞灯发出的红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演员身上，观众看到她（） A.全身呈蓝色 B.全身呈红色 C.上衣呈红色，裙子呈蓝色 D.上衣呈红 色，裙子呈黑色 8在各种色光中，被称为三原色光的是（） A.红、绿、蓝 B .红、黄、蓝C .红、黄、绿D .黄、绿、蓝 9、晴朗的天空为什么是蓝的，下列各种说法中正确的是（） A. 太阳光穿过大气层中，除蓝光以外的其它色光都被大气层吸收掉了 B. 太阳光穿过大气层中，除蓝光以外的其它色光都被反射回去了 C. 空中漂浮着大量的微小物或小水滴，太阳光通过大气层时，太阳光遇到这些微小物或小水滴发生散射， 太阳光中的红光等色光散射较小穿过了大气层，而蓝光散射较大 D. 以上说法都正确 10、下列说法中，正确的是（） A. 黑纸上写红字，在红色的灯光下很难辨认； B. 白纸在黄色灯光的照射下看起来仍然是白色的；
教学设计 光的色散 【教析分析】 教材的特点、地位和作用 本节教材是物理光学部分的首节内容，主要包括三个内容：光的色散、色光混合与颜料的混合的对比和光具有能量。教材内容编排体现了两个特点：一是突出了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念。二是强调了研究自然现象的基本方法——观察和实验。 【学情分析】 学生通过声现象和光现象两章的学习，已经初步探索新知的能力和探究过程的体验，具备了一定的实验能力和思考讨论的习惯，但对光现象的认知比较浮浅，学生去探究过程中遇到的困难主要有如何设计实验探究，实验时对仪器的使用和调整及实验条件的控制等，教师要适时指导。 课程标准要求 【教学目标】 1．知识与技能 ?初步了解太阳光谱。?了解色散现象。知道色光的的三原色跟颜料的三原色是不同。 ?知道光具有能量。 2．过程与方法?探究光的混合和颜料的混合，获得有关的知识，体验探究的过程和方法。3．情感态度与价值观 ?通过观察、试验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。 ?进一步探求颜色之谜的兴趣，使学生领略色彩世界的缤纷多彩，感受到热爱自然，
亲近自然的美好情感，为后续学习打基础。 ?通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。【教学重难点】 重点：光的色散和色光的混合的探究。难点：光的色散的探究。 【教学方法】 探究法、实验法、讲练法、归纳法 【教学器材】三棱镜、光源、投影器、光屏、红、绿、蓝玻璃纸、红、绿、蓝蜡光纸、电筒等。 【教学过程】 一、复习引入 1. 什么是光的折射？为什么会“潭清疑水浅”？ 2. 雨过天晴，一条美丽的弧光带悬挂在天空，十分壮观。彩虹是怎样产生的？二、讲授新课 （一）光的色散师：太阳光是白色的，是最单纯颜色，白色光是单色光不能分解，那么是否是单色光呢？而彩虹为什么是五颜六色的？ 猜想：太阳光可能是由多种色光组成的？设计实验：引导学生利用身边的或课桌上的实验器材，设计一个实验方案来证明猜想是否正确，比较各组的实验方案，并进行修正。 进行实验：学生根据修正的实验方案进行实验，教师巡回指导，并提醒学生观察各种色光的排列次序。 归纳结论：白光是由红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫七种色光混合组成的
光的色散习题（含答案） 一、单选题(本大题共7小题，共14.0分) 1.宾馆的卫生间里一般都安装自动烘手机，我们只需把手伸到烘手机的下方，烘手机就会启动工作．这是利用人体能辐射出哪种射线的特点（） A.紫外线 B.可见光 C.红外线 D.以上都不是 2.下列不属于三原色的色光是（） A.红光 B.黄光 C.蓝光 D.绿光 3.在下列各组不同色光中，三原色光为（） A.红、黄、蓝 B.红、绿、蓝 C.红、黄、绿 D.黄、绿、蓝 4.属于光的三原色的是（） A.白光 B.紫光 C.黄光 D.红光 5.以下各种单色光中，属于三原色光之一的是（） A.绿光 B.黄光 C.橙光 D.紫光 6.如图所示现象中，属光的色散现象是（） A. 放大镜把字放大 B. 钢勺在水面“折断” C. 喷泉上方出现彩色光带 D. 景物在水中形成“倒影” 7.下列各种单色光中，不属于三原色光之一的是（） A.黄光 B.红光 C.蓝光 D.绿光 二、多选题(本大题共1小题，共3.0分) 8.如图所示的现象与光的色散有关的是（）
A. 阳光下的树影 B. 汽车倒车镜 C. “折断”的铅笔 D. 雨后的彩虹 三、填空题(本大题共11小题，共22.0分) 9.牛顿在1666年做了一个______ 实验，揭开了颜色之迷， 他让一束太阳光穿过狭缝，射到三棱镜上，从三棱镜另一侧的 门纸屏上可以看到一条彩色的光带，如图，A处是______ 色 光． 10.白光经过三棱镜会发生色散，分解为______ 七种单色光． 11.太阳通过玻璃三棱镜后，被分解成各种颜色的光，这 种现象叫做光的色散现象，如图所示，在棱镜和白纸之间 放上一块透明的蓝色玻璃，则白纸上呈现______ 色． 12.在各种不同色光中，红光、绿光和______ 叫做三原 色光． 13.白光是由红、橙、______ 、绿、蓝、靛、______ ． 14.如图所示，夏天的下午，游客在城市的中心广场面向 东方观看广场上的喷泉时，看到在喷泉的周围出现了一道 由各种颜色组成的美丽彩虹，这种现象在物理学上属于光 的______ 现象． 15.光的色散指的是太阳光通过棱镜后，分解成______ 的现象．这一现象表明太阳光是由多种色光______ 而成 的． 16.色光的三原色______ ；颜料的三原色______ ． 17.白光经三棱镜折射后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，如图1所示，即玻璃对不同颜色光的折射程度不同，而凸透镜是利用光的______ 原理制成的光学元件．受此启发，小秋猜想：不同颜色的平行光，经同一个玻璃凸透镜后的
《光的色散》教学设计 一、教学任务分析 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、三原色光和物体的颜色之谜。 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原因，体会三原色组合应用，了解物体的颜色之谜。 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。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）知道光的色散现象和原因。 （2）知道光的三原色。 （3）知道物体的颜色成因。 （4）初步学会观察与光的色散有关的实验现象。 2、过程与方法 （1）经历把白光分解为各种色光的实验探究。 （2）感受色光混合的实验过程。 （3）经历研究透明物体和不透明物体颜色成因的过程。 3、情感、态度与价值观 （1）体验色散的各种事实，了解尊重事实、实事求是的科学态度。 （2）体验研究“白光分解”、“色光混合”和“透明物体和不透明物体颜色成因”的实验过程，萌发对物理现象的好奇心和物理学习的兴趣，树立尊重他人的意识。 三、教学重点和难点 重点：白光的色散、三原色光。 难点：色散的原因。 四、教学资源 1、学生实验器材：手电筒、装有水的圆形烧瓶、三棱镜、玻璃砖、彩色透明纸、三色陀螺、计算机等。 2、演示实验器材：强平行光源、三棱镜、教师制作的多媒体课件等。 3、自制模拟演示PPT幻灯片。 五、教学设计思路 本设计的内容包括白光的色散、物体的颜色等两部分内容。 本设计的基本思路是：以关于彩虹传说的flash动画和探究小实验为基础，以学生分组实验讨论、教师点拨为基本方法，引入白光的色散现象。通过“探究三原色光的混合”等学生实验，建立“三原色光”的概念。最后通过“透明物体颜色的成因”和“不透明物体颜色的成因”等学生实验和演示实验，得到物体颜色的成因。 本设计要突出的第一个重点是白光的色散。方法是：可以结合多媒体课件和实验现象两方面信息加深学生的印象和理解。实施教学时，创设情景引入，利用传说导入彩虹现象，激起学生的学习兴趣与求知欲，并鼓励他们利用现有的器材设法找到类似彩虹的彩色条纹，活动中让学生在没有框定的情况下以多种方法去探索寻找，从而全方位释放学生的思维活动，
精品文档 一、选择题 1.（12柳州）如图所示，“手影”的形成是由于( ) A ．光的直线传播 B ．光的反射 C ．光的折射 D ．光的色散 2（12株洲）下列现象中，能用光的直线传播规律解释的是 A ．雨后彩虹 B ．水中“月亮” C ．墙上手影 D ．海市蜃楼 3．（12天津）如图甲所示，枯井中的青蛙位于井底O 点“坐井观天”，如图乙所示中青蛙通过 井口观察范围正确的光路图是 ( ) 4．（11绍兴）如图，点燃的蜡烛放在距小孔a 处，它成像在距小孔b 的半透明纸上，且a 大于b 。则半透明纸上的像是（）A ．倒立、放大的虚像 B ．正立、缩小的虚像C ．倒立、缩小的实像 D ．正立、放大的 5.（11新疆）生活中许多物体可以发光，下列物体不属于光源．．．．． 的是( ) A ．水母 B ．萤火虫 C ．月亮 D ．霓虹灯 6．2009年夏季，中国出现了日食奇观．小华借助小孔成像实验装置对“ ”形太阳进行观察， 纸盒上扎有圆形小孔，则她在半透明光屏上看到像的形状是 ( ) A ．光的传播需要介质 B ．光只有在水中才沿直线传播 C ．光在海波溶液里不能沿直线传播 D ．光在同一种均匀介质中才沿直线传播 二、填空题 1．电闪雷鸣时，我们总是先看到闪电后听到笛声，说明光速比声速 (大/小)；真空中的光 速为 m/s ．2．（11徐州）物理学中常用光线来表示一束光．光线表示了光的传播路径和 ，而忽略了光的亮度、 等其它性质． 3．光在真空中的传播速度为3×108m/s ，为实现我国的探月计划，向月球发射的激光到达月球 并返回地面约需2．6s ，则地球和月球之间的距离是 m ． 7．（09聊城）2009年7月22日上午9∶30，在我国长江流域 图5 A. B. C. D. 甲 O O O O
第5节光的色散 (株洲中考)光的色散说明白光是一种复色光，棱镜对不同色光的偏折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大．图中能正确表示白光通过三棱镜发生色散的是() 【提示】棱镜对不同色光的偏折程度不同，其中对红光的偏折程度最小，对紫光的偏折程度最大． 【答案】 B 知识点1光的色散 1．太阳光是白光，它是由________混合而成的，白光______(填“是”或“不是”)单色光． 知识点2光的三原色 2．光的三原色：______、绿、蓝．这三种色光混合可以得到______光． 知识点3看不见的光 3．把光线按照________________________________的顺序排列起来，就是光谱．红光之外的辐射叫做______，紫光以外的叫______，红外线和紫外线都是人眼______的． 4．一切物体都在不停地向外辐射______，物体的温度升高时，它向外辐射的红外线就会______． 5．紫外线的作用：____________________、__________、________________. 1．下列诗词中能反映光的色散现象的是() A．池水映明月B．彩虹舞山涧 C．潭清疑水浅D．起舞弄清影 2．(泉州中考)生活中，人们可以利用电视遥控器来实现对电视节目的选择，遥控器使用时发射的是() A．红外线B．紫外线 C．超声波D．次声波 3．下列有关红外线和紫外线的说法中不正确的是()
A．它们都是可见光光谱以外的两种看不见的光 B．红外线和紫外线与其他可见光一样，都能被物体反射，也能传递能量 C．红外线能传递能量，但不能传递信息 D．紫外线既能传递能量，也能传递信息 4．红外线和紫外线的应用非常广泛，下列仪器中，利用紫外线工作的是() A．电视遥控器B．医用“B超”机 C．验钞机D．夜视仪 5．如图所示是光的三原色的混合图，其中A处是______光，B处是______光． 6．某些动物如响尾蛇可以靠物体对光的敏感来捕食，这种光是________；电焊工在焊接时要戴上护眼罩，这主要是为了防止________对眼睛造成伤害．若将电视机的红外线遥控器对着家用寒暑表的玻璃泡，一会儿后，温度计的示数将______(填“变大”“变小”或“不变”)． 7．电视机的遥控器能够发射出一种人眼看不见的光——红外线．把遥控器的红外线发射窗对着电视机的红外线接收窗，分别按不同的键，就能控制电视机进行选台、调节音量、改变色彩浓淡等等，但有时把遥控器的红外线发射窗对着电视机对面、侧面的墙壁和天花板等，也能控制电视机，这是利用了光的() A．直线传播现象B．反射现象 C．折射现象D．色散现象 8．在城市的一些宾馆或酒店里有手一伸水就来、手一收水自停的全自动感应水龙头．它的原理是() A．利用一种摄像头，看到人来就开水，人走就停了 B．利用声音的震动，实现自动开、停水 C．利用人体的红外线实现自动开、停水 D．利用后面的人来操控 9．(宜昌中考)红外线、紫外线在我们生活中有很多应用，请各举一例．红外线的应用：______________；紫外线的应用：______________. 10．(云南中考)太阳光在真空中的传播速度是________m/s.太阳光通过三棱镜后被分解成七种颜色的光的现象叫做光的______． 11．电视机遥控器可以发出不同的________，来实现电视机的遥控；适当的________照射有助于人体合成维生素D.(填“红外线”或“紫外线”) 12．雨后的天空，常常出现彩虹，这属于光的______现象．我国是世界上电视用户最多的国家，彩色电视机屏幕上各种艳丽色彩是由红、______、蓝三种色光通过适当的比例混合得到的．
光的色散特性的研究 光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面（如平面镜、三棱镜等的光学面）时，就要发生反射和折射，光线将改变传播的方向，在入射光与反射光或者折射光之间就有一定的夹角。反射定律、折射定律等正是这些角度之间的关系的定量表述。一些光学量，如折射率、光波波长等也可通过测量有关角度来确定。因而精确测量角度，在光学实验中显得尤为重要。 分光计是用来精确测量入射光和出射光之间偏转角度的一种光学仪器，可用它来测量折射率、光波波长、色散率等。分光计的基本部件和调节原理与其它更复杂的光学仪器（如摄谱仪、单色仪等）有许多相似之处，学习和使用分光计也为今后使用精密光学仪器打下良好基础。分光计装置较精密，结构较复杂，调节要求也较高，这对初学者来说，往往会感到困难些。但只要在实验过程中注意观察现象，了解分光计的基本结构和测量光路，严格按调节要求和步骤耐心进行调节，就一定能够达到较好的要求。 本实验是在实验3－14用衍射光栅测量光的波长实验基础上的一个实验项目，有关分光计的结构、使用方法和调节步骤请认真阅读实验3－14中的相关内容。 【预习提示】 1．复习实验3－14中分光计的调节方法和步骤，明确分光计的调节要求。 2．用三棱镜调节分光计时，三棱镜应按什么位置放在载物台上？这样放的好处何在？3．如何判断偏向角减小的方向？如何寻找最小偏向角位置？跟踪谱线时能否将载物台（游标盘）与望远镜同时旋转？ 【实验目的】 1．在实验3－14的基础上，进一步熟练掌握分光计的调节和使用方法。 2．掌握用最小偏向角法测定三棱镜对各色光的折射率。 3．观察色散现象，测绘三棱镜的色散曲线，求出色散曲线的经验公式。 【实验原理】 本实验中应该首先搞清楚以下几个概念： ⑴视差：所谓视差是指当两个物体停止不动时，改变观察者的位置，一个物体相对于另一物体有明显移动的现象。在光学仪器的调节中，当人的眼睛从一侧移到另一侧时，像相对于分划板的十字叉丝有明显的移动，即出现视差，说明像与十字叉丝不在同一平面。如果当眼睛移到右边时，像就移到十字叉丝的左边，说明这时的像是在眼睛与十字叉丝之间；如果当眼睛移到右边时，像就移到十字叉丝的右边，说明这时像是在十字叉丝之前。反之，如果眼睛左右移动时，像与十字叉丝之间没有相对移动，像与十字叉丝就在同一平面，说明聚焦已经调好。因此，光学实验中常根据视差现象来判断像与物是否共面。 ⑵平行光：当点光源正好处在凸透镜焦平面上时，由点光源发出的光经过凸透镜后，将形成一束平行光。 ⑶自准法：当光点（物）处在凸透镜的焦平面上时，它发出的光线通过透镜后将形成一束平行光。若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再次通过透镜后会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将落在光点相对于光轴的对称位置上。 1．用最小偏向角法测量三棱镜的折射率 当光线从一种介质进入另一种介质时，即发生折射，其相对折射率由入射角的正弦和折射角正弦之比确定。由于仪器不能进入棱镜之中观测折射光，故只好让光线经过棱镜的两个界面回到空气中来，再来测量某一单色光经过两次折射后产生的总偏向角。
第5节光的色散 知能演练提升 能力提升 1.下列诗词能反映光的色散现象的是() A.池水映明月 B.彩虹舞山涧 C.潭清疑水浅 D.起舞弄清影 2.光盘是用激光在反光铝膜上刻出凹凸的音槽来记录音像信息的,外表面是一层平滑透明的保护膜。一张放在阳光下的VCD光盘如图所示。下列说法正确的是() A.人对着光盘能看到你的像,是铝膜发生折射现象形成的 B.对着光盘能看到你的像,是凹凸的音槽漫反射形成的 C.光盘呈现彩色的扇面是表面保护膜的反射形成的 D.光盘上呈现彩色的扇面是光的色散现象形成的 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,则实验主要是说明() A.光的反射现象 B.光的折射现象 C.平面镜成像特点 D.光的色散现象 4.绝大多数鱼类的体温与周围水温相同。然而,生活在海水中的月鱼,其体温比周围水温高。为证 实这一点,可对水中月鱼进行拍照,应选用的器材是() A.红外照相机 B.可见光照相机 C.紫外成像仪 D.超声波成像仪 ★5.小明的妈妈常与验钞机打交道,使用验钞机可鉴别钞票的真伪,小明好奇地启动家里的一台验 钞机,看到钞票在灯光照射下显现出平时肉眼看不到的数字和字母,这是因为() A.钞票的某些部位含有荧光物质,只要有光照射就发光 B.钞票的某些部位含有荧光物质,只要照射它的灯光中含有大量的紫外线,涂有荧光物质的地方就 发光 C.灯光中含有大量红外线,能使钞票中的荧光物质感光 D.灯光中含有大量的X射线,能穿透钞票中涂有荧光物质的部分
6.如图所示,一束太阳光通过三棱镜折射后,被分解成七种颜色的光,在白色光屏上形成一条七彩光带,这个现象叫;如果在白色光屏前放置一块红色玻璃,我们在白屏上能看 到;如果将白色光屏换成绿色纸板,我们能看到。 7.人眼看不见的光有红外线和紫外线。人类已充分利用红外线和紫外线为我们服务。如验钞机利 用其发出的照射钞票上隐藏的荧光标记,识别钞票的真伪;卫星上的探测器从高空拍照,可侦察到森林中掉到地上的香烟头发出的,达到及时控制火情的目的。 探究创新 ★8.钞票的某些位置用荧光物质印上了标记,在紫外线下识别这些标记,是一种有效的防伪措施。 某同学在较暗的环境中做了下列三次实验。 (1)如图甲所示,他用紫外线灯照射面值为100元的钞票,看到“100”字样发光。这表明紫外线能 使发光。 (2)如图乙所示,他用紫外线灯照射一块透明玻璃,调整透明玻璃的位置和角度,看到钞票上的“100”字样再次发光。这表明紫外线能被透明玻璃。 (3)如图丙所示,他把这块透明玻璃放在紫外线灯和钞票之间,让紫外线灯正对玻璃照射,在另一侧 无论怎样移动钞票,“100”字样都不发光。他做这次实验是为了探究 。 参考答案 1.B 解析: “池水映明月”属于光的反射现象(平面镜成像);“彩虹舞山涧”属于光的色散现 象;“潭清疑水浅”属于光的折射现象;“起舞弄清影”属于光的直线传播现象。 2.D 解析: 光盘能成像是其光滑的表面对光的反射作用,相当于平面镜成像,是镜面反射,因此A、 B错;光盘表面的彩色扇面是表面的保护膜对光的折射作用,由于不同颜色的光的折射本领不同,经 保护膜折射后,将光分解,呈现不同的颜色,因此C错,D对。 3.D 解析: 由于不同颜色的光的波长不同,通过三棱镜的折射程度不同,所以白光经三棱镜后,光 屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,这种现象是光的色散现象。 4.A 解析: 红外线具有热效应,一切物体都会向外辐射红外线,温度越高的物体辐射红外线越明显,故可以用红外线照相机对月鱼拍照,以达到对比的效果。 5.B 解析: 钞票的防伪措施之中有一项是荧光防伪,在钞票上用荧光物质写上“50”或“100”而 人眼又无法见到,钞票放入验钞机中,开启紫光灯,紫光灯中发出的光中含有大量的紫外线,会使涂