第5节光的色散
教学目标
一、知识与技能
1．通过观察自然和生活中的一些现象，了解光的色散现象，知道太阳光是由多种色光组成的。
2．知道色光的三原色，色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩。
3．初步了解太阳光谱和看不见的光，初步认识红外线和紫外线及其作用。
二、过程与方法
1．通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
2．探究色光的混合，获得有关知识，体验探究的过程和方法。
3．通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。
三、情感、态度与价值观
1．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的喜悦，乐于参加物理学习活动。
2．初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响，初步建立可持续发展的意识，有保护人类生存环境的意识。
教学重、难点
教学重点：光的色散现象、光的三原色。
教学难点：光的色散演示实验、光的三原色的混合实验演示。
教学过程
一、引入新课
播放有关彩虹的图片。
问：你见过“雨后彩虹”吗？关于彩虹请大家提出你最感兴趣的问题？[师]：彩虹是大自然的杰作，其实大家也可以制造彩虹，下面的这些方法请大家选择一个进行实验。
方案一：用一块三棱镜对着太阳光，用白纸在另一侧作光屏，可以观察到白纸上出现几种颜色的光。
方案二：在盘子里装上水，盘边斜放一个平面镜，使太阳光照射在平面镜上，并通过平面镜反射到白色墙壁上，观察墙壁上反射光的颜色。
方案三：使用浇花的喷壶，或用灌装的空气清洗剂对着太阳光将水喷成雾状。
就会在水雾中看到一道美丽的人造彩虹。
方案四：将一杯清水放在被阳光照射的窗台上，再把一张白纸铺在杯子下面，慢慢调整水杯与白纸的位置，使阳光能透过水杯照射到白纸上。
这时就会发现在白纸上出现了彩色的光带（如图1）。
图1
二、新课学习
（一）光的色散
17世纪以前，人们一直认为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使太阳光发生了色散，这才解开了光的颜色之谜。
牛顿是怎样让太阳光色散的呢？
教师演示：让一束太阳光照射到三棱镜上，另一边用白纸承接，引导学生认真观察，太阳光通过三棱镜后发生了什么？将白纸再放在三棱镜前方，能看到彩色光带吗？
在黑板上画示意图，播放色散图片。
师生共同分析得出结论：
让一束太阳光照射到三棱镜上，会被分解成各种颜色的光，如果用一个白色的光屏来承接，在白色光屏上就形成了一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色的现象叫做光的色散。
色散现象表明太阳光（或白光）是由多种颜色混合而成的。
教师指出：白光进入棱镜后，由于三棱镜对各种色光折射程度不同，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，将颜色按一定顺序排列形成彩色光带。
思考：根据光路可逆原理，被分解出来的七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜，将会出现什么现象呢？
雨后的彩虹就是由色散现象引起的。
雨后，天空有很多小水滴，水滴相当于三棱镜，太阳光经水滴后会发生色散，所以我们在刚下过雨后有太阳出来时会看到彩虹。
如果时间久了，小水滴蒸发了，相当于三棱镜没了，便看不到彩虹了。
前面实验中，喷雾、喷空气清洗剂能形成彩虹，道理与此相似。
（二）色光的混合
用手中的放大镜，观察彩色电视画面上的各色光条，可以发现，电视屏幕上显现出的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的。
（此实验可以安排课前学生在家中完成）人们发现，红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩，因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。
学生实验：分别用不同颜色的透明胶片挡在两只手电筒前面，观察它们射出的光在白墙或白纸上重叠部分的颜色。
设计表格，并将你的发现记录在表格中。
结论：把红、绿、蓝三种色光混合能产生各种色彩。
因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。
彩色电视机的制成原理。
电视屏幕上显现出的画面，有丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三种色光混合而成的。
（三）看不见的光
1．光谱
三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列起来，就是光谱。
太阳光能使物体发热。
在光的色散实验中，我们知道太阳光可以分解为各种色光。
猜猜哪种色光的发热本领大？用温度计测一测，注意以下几点：
（1）温度计的玻璃泡涂黑，因为黑色物体吸收各种色光，温度升高明显。
（2）温度计离三棱镜近一些。
（3）根据玻璃泡在光屏上的影子确定所在位置。
问：不同区域温度计示数有什么变化情况？有什么不同？这些现象说明了什么道理？
人眼能感觉到特定频率范围内的光，即人眼能看到的光，称为可见光，人眼无法看见的光称为不可见光。
讲述：英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时，把温度计移到光谱的红光区域的外侧，结果温度上升得很快，说明那里有看不见的光线射到温度计上，于是发现了红外线。
德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片，结果底片感光了，于是紫外线被找了出来。
2．红外线的特点和应用
学生阅读教材，了解红外线的特点和主要应用有哪些。
一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高的物体，辐射的红外线越强，利用这个特点的应用：人体生病时，局部皮肤的温度异常，如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片，给皮肤拍照并与健康人的照片对比，有助于对疾病做出诊断。
夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高，人体辐射的红外线比它们强，人们根据这个原理制成了红外线夜视仪，可以用在步枪的瞄准器上。
一切物体都在不停地辐射红外线，其实也在不停地吸收红外线，吸收红外线后物体温度会上升，按照这个原理制成了红外线烘烤炉。
红外线还可用来进行遥控。
如电视机遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机的遥控。
问题：把遥控器对准电视周围墙壁按按钮，有时也可以控制电视，说明什么？
利用了光的反射原理。
3．紫外线的特点和应用
演示：红光外侧存在红外线，那么紫光外侧是否存在紫外线呢？
老师将用荧光笔写有“紫外线”字样的纸条展示给学生看。
你看见了什么？
一张白色的纸条。
将纸条放在色散实验的紫光外侧。
你又看到了什么呢？还是一张白纸吗？
看见了纸上写的字是“紫外线”。
原来紫外线能使荧光物质发光，钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线的照射下则会发出可见光，这是一种有效的防伪措施。
在医院有很多病菌，可是如果用消毒水来消毒，成本高，又比较难闻。
紫外线有化学作用，能杀死微生物，所以医院和食品店常用紫外线消毒。
太阳光是天然紫外线的重要来源，衣服、被子经常在阳光下晾晒可以灭菌消毒。
紫外线有生理作用，适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，促进身体对钙的吸收，对骨骼的生长和身体健康有好处。
但过量的紫外线照射对人体有害。
教师指出：地球的周围包围着厚厚的大气层，阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收，不能到达地面，这才使地球上的生物得以生存。
近年来，臭氧层正在受到空调、冰箱里面放出的氟利昂等物质的破坏，臭氧层出现“空洞”。
为了保护臭氧层，保护我们的家园，同学们有什么好的建议？
三、课堂小结
通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。
