第一章 光与色觉
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大学详细教案模板第1篇:详细教案授课教案第一章1.光与色1666年,英国的科学家萨克·牛顿进行了著名的色彩实验。
他把太阳光用三棱镜分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光束,同时,七色光束通过三棱镜还能还原成白光。
这七色色带就是太阳光谱。
2.视觉的生理构造人眼的形状像一个小球,通常称为眼球,眼球内具有特殊的折光系统,使进入眼内的可见光汇聚在视网膜上。
视网膜上含有感光的视感细胞和视锥细胞,这些感光细胞把接受到的色光信号传到神经节细胞,再由视神经传到大脑皮层枕叶视觉神经中枢,产生色感。
详细的说,当物象受光线照射后,其信息通过瞳孔进入视网膜,经过视神经细胞分析,转化为神经冲动,由视神经传达到大脑皮层的视觉中枢,才产生了色彩感觉。
色彩的物理原理•锥体细胞• 光线—瞳孔—视网膜视神经—大•杆体细胞• 脑—色感经过了光、眼睛、大脑三个环节,才能感知色彩的相貌,从而得出色彩概念。
光刺激眼睛所产生的视觉感为色彩可以说,色彩是一种视觉形态,是眼睛对可见光的感受。
3.色彩的错觉与幻觉⑴正后像:在黑暗的深夜,先看一盏明亮的灯,然后闭上眼睛,那么在黑暗中就会出现那盏灯的影象,称正后像。
⑴负后像:负后像是神经疲劳过度所引起的,因此其反应与正后像相反。
当你在阳光下写生一朵鲜红的花,观察良久,然后迅速将视线移到白色纸上,这时你会发现白纸上有一朵与那朵红花形状相同的绿花。
⑴同时对比:指眼睛同时受到色彩刺激时,色彩感觉发生排斥现象。
第二章色彩在设计中的运用1、产品色彩设计应用产品主要包括三要素:形、色、质,在某种意义上色的重要性要大于形和质,在整个设计中它能抢先吸引消费者的目光,并给人以深刻的印象,它是能使产品增值的一条重要捷径。
2、包装色彩设计运用在包装设计中色彩与文字图形、商标有机的组合可以达到很好的识别商品的效果,商品包装色彩往往是鲜艳夺目的,而一件包装给人的第一印象就是色彩。
• 食品类包装设计色彩运用:第三章色彩的分类1.无彩色系定义:根据一定的变化规律,由白色渐变到浅灰、中灰、深灰直至黑色。
小学科学第一单元《光与色彩》整单元(教案)学年科学五年级上册苏教版本篇文章将根据小学科学教材中五年级上册苏教版的第一单元《光与色彩》整个单元的内容进行介绍和教案设计。
教学目标是使学生能够理解光的基本性质和光在生活中的应用,并通过实践活动增强学生对光和色彩的认识能力。
教案设计涵盖了整个单元的课程教学过程,包括教学目标、教学重点、教学内容、教学方法和评价方式。
【教学目标】通过本单元的学习,学生将能够:1. 理解光的基本性质,包括光的传播路径、直线传播、光能被反射和折射等概念。
2. 掌握光的主要特点,如光的颜色、光的亮度和光的方向。
3. 了解光在日常生活中的应用,如太阳光的利用、光的反射和折射现象等。
4. 培养观察和实践能力,通过实验和活动增强学生对光和色彩的认知和理解。
【教学重点】光的基本性质与光在生活中的应用。
为了加强学生对光和色彩的理解,教学设计中将注重实践活动和实验,让学生亲身参与,并借助电子白板或投影仪等多媒体设备展示相关图片和视频。
【教学内容】本单元共分为四个小节,具体内容如下:第一小节:光的传播路径和其他性质1. 了解光是如何传播的,明白光直线传播的概念。
2. 学习光的反射和折射现象,通过实验观察不同材料对光的反射和折射的影响。
第二小节:光的颜色1. 学习光的颜色是由光的频率决定的。
2. 通过实验观察光的颜色与频率之间的关系。
第三小节:光的亮度1. 了解光的亮度与光的强度有关。
2. 通过实验比较不同光源的亮度。
第四小节:光的方向1. 学习光的传播是沿直线方向进行的,光线可以反射和折射。
2. 通过实验观察光在不同介质中的传播路径。
【教学方法】本教案将采用多种教学方法,包括讲解、实验、观察和讨论等,使学生能够全面地理解和掌握光与色彩这一单元的内容。
下面是一个典型课堂的教学过程。
1. 预习导入:通过提问“太阳是如何照亮地球的?”来引起学生的思考,激发学生对光与色彩的兴趣。
2. 学习活动:(1)通过讲解和展示图片或视频来介绍光的传播路径和光的反射、折射的概念。
第一章色彩产生的原理学习目标:通过了解色彩产生的原理,对色彩有科学的认识。
掌握色彩的基本属性和特征、色彩在设计中的应用。
通过色彩规律的认识,培养学生对色彩的感知、理解和运用能力。
重点难点:重点:理解色彩的物理性质,掌握色彩的基本特征。
难点:色立体以及色彩体系的应用。
1 1.1 色彩的物理理论 1.1.1 光与色光是色彩的重要来源,没有光就没有色彩。
在原始社会时期,由于知识的局限,人们误以为世界是五彩缤纷的,与光没什么关系。
然而,当黑夜降临的时候,人们发现五彩缤纷的世界在我们的视线中消失了。
随着时代的发展,人们的认识能力进步了,后来发现世界本是无色的,由于有了光的照射才能显现出五彩缤纷的世界。
因此,我们要从科学的角度来认识色彩,世界万物的色彩是由光的刺激所引起的,是从光→物体→眼睛→大脑的整体过程。
色彩是光刺激眼睛再传入到大脑的视觉中枢产生的感觉。
明确地讲,是人的眼睛起了重要作用并赋予了色彩最终的效果。
色彩是人的一种感觉,是人的大脑和思想赋予了它最终的意义,没有光、物体、眼睛、大脑,就没有色彩,没有五彩缤纷的世界。
所以,光,物体,正常的视觉是产生色彩的必要条件。
1.1.2 光谱1666年,英国物理学家牛顿利用三棱镜科学地证明了自然光包涵了所有的光谱色,而物体色是对太阳光的反射形成的。
这一发现也使色彩研究走上了科学的轨道(如图1-1所示)。
三棱镜实验证明白色的太阳光被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中宽窄不一的颜色以固定顺序构成一条美丽的色带,这图1-1 就是光谱(如图1-2和图1-3所示)。
图1-2 图1-3 1.1.3 色彩的可知性我们感受到的白色光实际上是由七种色光混合而成的,当白光通过三棱镜时,各种色光由于波长不同,有着不同的折射率。
其中,红色波长最长,折射率最小;而紫色波长最短,折射率最大。
不同的色相表明了不同的电磁辐射工作范围,不同的电磁2 辐射的范围有不同的宽窄。
在电磁辐射中只有波长为380nm~780nm之间的电磁辐射能被我们视觉感受到,这就是可见光的范围,只占光谱中的很小一部分。
绪论Introductionz zz[先进色度学-advanced colorimetry]进入90年代,出现了解释各种色貌现象(color appearance phenomena:Simultaneous Contrast, Crispening and Spreading(扩增现象), Bezold-Brucke Hue Shift, Abney Effect, Hunt Effect, Helmholtz-Kohlrausch Effect, Stevens Effect, Helson-Judd Effect, Bartleson-Breneman Equations, Discounting-the-Illuminant)、不同媒体间颜色传递和数字视频、其他工业应用的需求等(Vienna Experts Symposium (1996)、Industrial Demand Uniformity of Practice (like CIELAB) ),对基本色度学提出了扩展要求。
这些现象表明,视场(the visual field)的各个方面对刺激色貌的影响。
色貌模型(color appearance models: CAM)就是要解决特定的照明、背景和观察环境等参数下的CIE色度参数(如三刺激值)进行色貌属性参数(如明度、彩度、色相) 计算或预测的一组数学表达式或数学模型,与基本色度学对应即advanced colorimetry[1]。
z色度学研究的具体内容z色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科,是颜色科学领域里的一个重要部分。
z色度学的最终目标是要解决在复杂环境中物体颜色外貌的度量问题。
目前距离此目标还很遥远;近十年“色貌模型”研究就是要解决这个问题)。
z所以,颜色测量问题(包括仪器)、颜色参数(即色空间或色度坐标,包括物理参数和心理参数)、物理参数与心理参数之间的关系及其转换(即色貌模型)、色差等是色度学的具体内容。
《视觉之旅奇妙的化学反应》每章内容概括(最新版)目录1.引言:奇妙的化学反应2.第一章:光与颜色的反应3.第二章:金属与火焰的反应4.第三章:氧化还原反应5.第四章:有机化学反应6.第五章:生活中的化学反应7.结语:化学反应的魅力正文【引言】《视觉之旅奇妙的化学反应》一书通过揭示化学反应中视觉上的奇妙现象,向读者展示了化学世界的神秘与美丽。
作者通过生动的文字和丰富的图片,带领读者走进化学反应的奇妙世界,感受化学反应的魅力。
【第一章】光与颜色的反应本章主要介绍了光与颜色之间的化学反应。
光的吸收和反射导致物体呈现出不同的颜色,而这种现象背后涉及到原子和分子的电子结构。
通过详细讲解各种颜色的形成过程,作者让读者了解到光与颜色之间的密切联系。
【第二章】金属与火焰的反应本章重点介绍了金属在火焰中的化学反应。
金属在火焰中燃烧时,会产生各种独特的颜色。
这些颜色是由于金属离子在高温下激发产生的。
作者详细介绍了不同金属在火焰中的反应过程,以及它们所产生的美丽色彩。
【第三章】氧化还原反应本章主要讲述了氧化还原反应的原理和过程。
氧化还原反应是化学反应中最基本的类型之一,它涉及到电子的转移。
作者通过实例分析,详细讲解了氧化还原反应的规律,使读者更好地理解这一重要的化学反应类型。
【第四章】有机化学反应本章重点介绍了有机化学中的反应。
有机化学反应主要包括取代反应、加成反应、消除反应等。
作者通过实例分析,讲解了这些反应的原理和过程,让读者对有机化学反应有了更深入的认识。
【第五章】生活中的化学反应本章主要探讨了日常生活中的化学反应。
我们生活中的许多现象,如食物的腐烂、衣物的褪色等,都与化学反应有关。
作者通过分析这些现象背后的化学原理,使读者意识到化学反应在生活中的普遍存在。
【结语】化学反应的魅力《视觉之旅奇妙的化学反应》一书通过对各种化学反应的详细讲解和展示,使读者对化学反应有了更深入的认识。
化学反应的奇妙现象背后,蕴含着宇宙的奥秘和生命的奇迹。
苏教版科学五年级上册第1 单元《光与色彩》知识点梳理第1 课光源1、自己可以发光的物体叫做光源。
太阳、开启的电灯、点燃的蜡烛都是光源,它们能自己发光。
2、按照光源的特征,可以将光源分为自然光源和人造光源。
3、自然光源是大自然中不被人类掌控与操作、没有经过加工和改良的光源,比较常见的有太阳、雷电、董火虫、发光水母等。
人造光源是随着人类文明的进步、科技的发展而人工制造出来的光源。
按出现的先后顺序,人造光源有点燃的火把、油灯、蜡烛,开启的电灯(白炽灯、荧光灯、发光二极管)等。
4、判断某种光源是自然光源还是人造光源,关键是判断某种发光体是否经过人类的加工与改良。
5、可见的“发光体”分为两类: 光源与反光物体。
6、生活中有许多物体会发光,判断物体是不是光源要看物体是自己发光还是因为有其他发光体存在而发光。
玻璃幕墙和月亮发光是太阳导致的,水面发光是月光导致的。
所以,它们都不是光源。
7、蜡烛发光过程:点燃烛芯,蜡油受热熔化,熔化的蜡油随着烛芯燃烧,发光发热,蜡烛变短。
8、细钢丝发光现象:通电时,细钢丝发热,逐渐变红发光。
9、光是一种能量。
从蜡烛和细钢丝发光过程中,我们可以知道光源发光是需要能量的。
第课光的传播1、光在空气中沿直线传播。
2、两千多年前,我国古代学者墨子发现了一个有趣的现象——光从门上的小孔射进来,会在对面的墙上形成外面景物的倒像。
这种现象被称为“小孔成像” ,它的原理就是光沿直线传播。
第3 课光的反射1、光线照射到物体表面后会折返,这种现象叫作光的反射。
2、几乎所有的物体都可以反射光。
3、不同物体表面反光效果是不一样的,物体表面越光滑反光效果越好,如镜子、平静的水面、玻璃表面、有抛光的金属面等。
4、反光效果最好的物体是镜子。
5、潜望镜是利用光的反射现象设计制作。
6、光从太阳或火焰发出,照射到物体上,被物体反射后进入人眼,人因此看到了物体。
第4 课七色光1、太阳光是由多种色光混合而成的。
2、雨后彩虹的形成与阳光有关系。
教案2009~2010学年第一学期课程名称印刷色彩学授课班级印刷0801主讲教师********教研室(实验室) 印刷包装教研室学院(系、部) 材料与化学工程系使用教材刘浩学《印刷色彩学》课程性质:《印刷色彩学》是印刷技术专业的技术基础课,其任务是阐述光源的特性、色觉的形成、物体的光谱特性、CIE的颜色空间系统及均匀颜色空间、颜色的表达以及网点对彩色复制的影响等。
上课地点:星期四(5,6)教实615星期五(1,2)教实518。
教材:刘浩学《印刷色彩学》教学参考书:杜功顺.《印刷色彩学》印刷工业出版社,1995.8色彩编写组.《色彩学》科学出版社,2001.9课程内容:共68时(01~06,10~20)第一章光与色觉(6学时)第二章颜色视觉(14学时)第三章CLE色度体系(16学时)第四章光源的色度学6学时)第五章色序系统(10学时)第六章颜色测量(4学时)第七章彩色印刷(8学时)复习考试(4学时)第一章光与色觉授课学时:6学时授课目的:要求掌握颜色感觉形成的三大要素;可见光的定义及波长范围;及一些基本的概念;光源的光谱特性;物体的光谱特性。
熟悉视觉的感光系统;明视觉;暗视觉。
了解眼睛的生理基础;视角、视力与视场;照明条件与视觉功能的关系。
授课重点:颜色感觉形成的三大要素;可见光的波长范围;光源的光谱特性;物体的光谱特性;授课难点:光源的光谱特性;物体的光谱特性。
授课内容:第一节光与色觉第二节物体的光谱特性第三节视觉的生理基础第一节光与色觉一、可见光1、定义物理学角度:光是一种电磁波,以波的形式在空气和其他物质中传播,具有波粒二象性。
光学角度:光是指能引起人眼视觉明亮感觉的电磁辐射。
2、可见光的范围可见光的波长范围大约在380~780 nm(400-700)(1 nm=10-6 mm=10-9 m)在整个电磁波谱中,可见光辐射只占很小的一部分。
3、可见光的划分(单色光的连续变化)380~500nm为蓝光区500~600nm为绿光区600~780nm为红光区4、单色光与复色光不同的波长的光具有不同的颜色,且具有不同的折射系数和衍射系数。
色散:将白光分解为不同颜色排列而成的光谱,这种现象叫色散。
可见光谱:白光色散后按波长顺序排列而成的彩色光带。
光谱色:组成各种光谱单色光的颜色。
单色光:只含有一种波长而不能再分解的光。
实际上真正的单色光并不存在,由于人眼的辩别能力,平时所谓的单色光是指波长λ一定范围内的光。
其范围的大小决定了色光纯性。
可见光谱内,不同波长的单色光引起人眼的颜色感觉。
红色770-650nm 橙色650-600nm黄色600-550nm 黄绿色550-5 30nm绿色530-500nm 青色500-460nm蓝色460-420nm 紫色420-380nm复色光:由多种单色光混合而成的光叫做复色光。
复色光包含多种波长。
复色光与颜色:一定成分的复色光总有一种特定的颜色与之对应;但反之,一种颜色感觉并不只对应一种光谱组合,即使两种成分完全不同的复色光也有可能引起的颜色感觉完全一样,这称作光的同色异谱现象。
课堂判断:(1)白光是复色光。
(2)白光由红、绿、蓝三种色光组成。
(3)颜色相同,其光谱组成一定相同。
(4)光谱组成相同,其颜色一定相同。
二、光源的光谱分布1、定义不同波长的单色光混合形成复色光,因各单色光的能量比例不一样,即复色光的辐射能量是随波长变化的。
光谱功率分布:辐射能量随波长变化的关系。
相对光谱功率分布:光源的颜色取决于光谱分布中各单色光的相对比例,所以规定光谱分布函数中的最大值为“1”,将其归化,归化后的光谱功率分布。
记S(λ)光谱分布的特性:在实际应用中,使用更多的是光谱分布的相对值,最大值为“1”。
(1)用光谱分布既可以表示光源的发光,也可以表示物体对光的作用。
(2)光谱分布是波长λ的函数,如S(λ)。
(3)物体产生的颜色取决于光谱分布中的主要波长。
常见光谱的光谱分布:线状光谱、带状光谱、连续光谱、混合光谱。
线光谱:单色光谱。
带状光谱:只在某几个波长处发出狭窄的光谱。
连续光谱:在整个光谱范围内发出强度不等的连续光谱。
混合光谱:连续光谱、线光谱及带光谱的组成。
判断:1、光谱分布决定光源的颜色特性。
2、光源的光谱决定物体的颜色。
3、相同颜色的光具有相同的物体色。
思考问题光源光谱分布曲线下包围的面积有何物理意义?第二节 物体的光谱特性1、物体的三种形式自发光物体:可发出不同颜色光的发光物体。
反射物体:不透明物体,能够反射照射在上面的光。
透射物体:透明的物体,可以透过照射在上面的光。
2、物体的光谱特性物体的光谱特性是指物体对落在其表面的光谱成分有选择性透射、吸收和反射的特性。
特点:(1)物体的光谱特性是物体自身性质决定的,相对固定。
(2)物体本身的光谱特性是产生不同颜色的主要原因之一。
一、 透明物体1、光透射率2、光波透射率3、光谱密度影响光谱密度的因素:(1)透明物质的吸收系数,吸收系数是该物质的固有特性。
(2)透射物体的厚度。
4、透明物体的呈色的原理透明物体的选择性吸收和透过特性是它产生颜色的物理特性。
问题:请推导两个或以上透射物体的总光谱透射率τ (λ)和总密度D 总的表达式,并给予解释。
二、反射物体1、光反射率2、光谱反射率 21212121022121011)11lg(1lg D A 1(1)()((1)()((1)()(1D D A I I A I I A I I +=⋅==⋅=⋅======τττλλττλλτλλλτλλλτ)()))3、物体的非选择性吸收物体表面对白光中光谱各波段的辐射能做等比吸收,则反射(或透射)光各波长的能量均做等量减少,而光谱组成比例不会改变,这种现象就称为非选择性吸收。
(1)保持照明光原来的颜色,仅改变对照明光的反射强度。
(2)当反射率从0到1变化,物体表面就呈现出黑、灰色(由深入浅)、白色。
4、反射物体的光谱特性反射物体对光谱成分选择性吸收和反射是它产生不同颜色的主要原因。
总结:(1)光是色的源泉,色是光的表现,无光则无色。
(2)物体的光谱反射率(光谱透射率)是由物体自身材料所决的。
(3)同一物体光源不同,所再现的颜色也不相同。
课堂练习:一、判断说明原因1、物体的光谱特性决定其颜色。
()2、物体本身没有颜色。
()3、墨层厚度越厚颜色越深。
()4、密度越大,颜色越淡。
()5 、物体的颜色随光源的改变而改变。
()二、夏于戴哪种眼镜比较好()1、蓝色2、红色3、黄色4、白色第三节视觉的生理基础一、眼睛的生理结构(1)人眼担负着成像和感觉两大作用,是颜色视觉产生的第三大要素。
(2)从视觉功能的角度看,整个眼球主要可分为屈光、成像控制和感光系统三个部分。
1、屈光系统屈光系统的作用是将物体清晰地成像在视网膜上。
它包括角膜、瞳孔、房水、晶状体和玻璃体。
(1)角膜光的折射率为1.336,外界光线首先经角膜屈光后进入眼球内成像。
(2)瞳孔在角膜的后面呈环形的虹膜,虹膜中央有一圆孔为瞳孔,光线从瞳孔进入眼睛,虹膜的的肌肉能控制孔的大小。
(3)房水充满在角膜与虹膜之间及虹膜与晶状体之间的透明液体,由睫状体产生,房水的折光率为1.336,可起屈光的作用。
(4)晶状体(5)玻璃体是胶状的透明体,折射率为1.336。
2、控制系统(1)瞳孔如同照相机的光圈,可以随光线明暗自动在2-8 mm之间调节大小(2)曲率半径由睫状肌调节从而在一定范围内改变屈光度,使远近不同的物体都能在视网膜上得到清晰的成像。
作用相当于照相机的变焦镜头。
3、感光系统感光系统由视网膜组成,其作用是接受刺激转化为神经冲动。
相当于数字相机的接受器。
视网膜厚度约为0.1-0.5 mm,主要由视细胞层、双极细胞层和神经节细胞层三层细胞构成。
视网膜的结构4、感光细胞的分布两种视细胞在视网膜上的分布是不均匀的,在视网膜的中央部分有一特别密集的锥体细胞分布区域,其颜色为黄色,称为黄斑。
黄斑的中心有一小凹窝,叫中央凹。
是视觉最敏锐的地方,也是锥体细胞密度最大的地方。
盲点:视伸经及视网膜中央的动、静脉都过的地方。
二、明视觉和暗视觉1、定义人眼有两种视细胞:锥体细胞和杆体细胞,对应着两种不同的视觉功能。
明视觉(锥体细胞视觉):在光亮条件下,由锥体细胞起作用分辨物体的颜色与细节。
暗视觉(杆体细胞视觉):在暗条件下,杆体细胞起作用只能分辨物体的明暗而不能分辩其颜色和细节。
中间视觉:在明视觉和暗视觉之间的亮度水平条件下,由两种细胞同时起作用。
2、视觉函数光谱光视效率函数(或称视觉函数):眼睛的灵敏度与波长的依赖关系。
CIE根据不同科学家的实验结果规定了明视觉光谱光视效率V(λ)和暗视觉光谱光视效率Vˊ(λ)。
3、辐射通量与光通量辐射通量:光源在单位时间内通过某一面积发射、传输或接收的辐射能量。
光通量:辐射能量中能引起人眼视觉的辐射通量所引起的总明度感觉。
计算举例:已知560 nm光的能量为50单位,700nm光的能量为180单位,求混合光的亮度。
三、视角、视力与视场1、视角物体的大小对眼睛所形成的张角。
2、视力(视觉敏锐度)表示视觉辨认物体细节的能力。
也称视锐度。
具有正常视力的人,能够分辨物体空间两点间所形成的最小视角为α=1′(角度)。
视力(视锐度)V:是以视觉所能分辨的以角度分为单位的视角的倒数,即3、视场视角α所对应的圆面积,称为视场。
4、对比辩认对比度:视场中物体亮度与背景亮度差与背景亮度之比。
物体与背景亮度的差别越大,对比度就越大,而对比度越大,眼睛对物体的分辩能力越强。
5、照明条件与视力的关系6、视觉功能曲线视力、照明条件和物体对比度三者之间的相互关系。
判断:1、视场越大,分变物体颜色细节能力越强。
2、中央凹是锥体细胞分布密度最大的地方。
3、明视觉对黄绿光敏感。
思考:我们在观察印刷品为什么看起来是连续的,而不是点状的。
复习思考题:1.颜色视觉产生的过程如何?形成色觉的四要素是什么?2.什么是可见光?可见光是如何产生的?波长、频率、能量和光速之间有什么关系?3.简述下列概念:色散、光谱、单色光、复光。
4.什么叫光谱分布?根据相对光谱功率分布线可以将光源分为哪几类?5.光源光谱分布曲线下包围的面积有何物理意义?6.物体呈现不同颜色的主要原因是什么?7.何为密度?它为何能反映印刷品的颜色?8.分述眼睛屈光系统和感光系统的组成及作用?9.明视觉与暗视觉的特点与区别。
10.什么是光谱光视效率?有何重要意义?11.试从形状、数量、分布状况及功能四方面比较锥体细胞和杆体细胞的不同。
后记。