第五节 光的色散
问题
光的散射
课程类型
新课程
教
学习
命令
标准
知识和技能
1.了解色散现象，知道光的三原色。
2、初步了解太阳光谱，知道不可见光的存在。
3.确认红外线和紫外线的存在并了解其性质。
4.了解红外线、紫外线在生活、生产、军事、高科技领域等方面的应用。
过程和方法
1、探索彩色光的混合，获取相关知识，体验探索的过程和方法。
2. 通过可见的效果来研究不可见事物的初步尝试。
3.获得通过收集和交换红外线和紫外线数据来处理信息的方法。
情感、态度和价值观
1、通过观察、实验、探究式学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
2、学生通过亲身体验和了解，获得感性认识，为后续的学习奠定基础。
3、通过探究性物理学习活动，学生能够获得成功的喜悦，愿意参与物理学习活动。
4、了解红外线、紫外线在高科技中的应用，感受科技的力量。
5、客观看到社会在进步的同时，人类的生存环境也在遭受破坏，从而形成保护人类生存环境的意识。
教学重点
光的色散，光的三原色。
教具准备
棱镜、白纸、放大镜、透明胶片、手电筒、多媒体课件。
教学困难
光的色散演示实验、光三基色混合实验。
教学法
演示法、实验法、分析法、实验法、讨论法、讲解法、练习法
课前准备
1、太阳光经过三棱镜后分解成各种颜色的光，用白色屏幕接收红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
2. 红、绿、蓝被称为光的三原色。电视上的彩色图像就是由这三种原色混合而成的。
3.光谱是指光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。太阳的能量以光的形式辐射到地球上。
4、在光谱中除了红光以外的部分，还有一种人眼看不见的光，叫做红外光，电视遥控器就是通过发射这种光来控制电视的。
5、任何物体都能辐射红外线，温度越高，辐射能力越强。
6、紫色光谱之外的不可见光称为紫外线。适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，紫外线可以使荧光物质发光。
整合审查
老师引导学生复习上一课的内容，并对布置的作业进行讲解（老师可以选择一些较难的题目进行针对性的讲解），加强学生对知识的巩固。
新课程介绍
你见过“雨后的彩虹”吗？谈谈你的“发现”或提出你最感兴趣的问题。
学生1：彩虹五彩缤纷，非常美丽，但是我不知道它是怎么形成的？
学生2：彩虹为什么消失了？
大家提的问题都很好，等我们学习了“光的色散”之后就明白了。
进入
好的
新的
班级
光的散射
教师向学生演示实验一，并引导学生观察。
实验一：用棱镜面向阳光（或投影仪的光线），另一侧用白纸作为光屏。
现象：太阳光可分解成各种颜色的光，色光顺序为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
这种现象称为光的色散，这意味着白光是各种彩色光的混合。
老师讲述了牛顿发现光的色散的故事。
板书：
太阳光是白色的光，经过棱镜后被“分解”成各种颜色的光，这种现象叫做光的色散。
【例一】（多媒体演示）观察下图，总结发现的现象：
（1） ；
（2）
分析：本题是观察与探索题，观察点是三棱镜和光屏，探索点是阳光的色散现象。
答：（1）太阳光由七种颜色组成，光屏从上到下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
（2）棱镜的作用是将太阳光（合成光）色散成七种颜色（单色光）。
彩色光的混合
教师向学生演示实验2，并引导学生观察。
实验二：用放大镜观察彩色电视屏幕上各种彩色光条，可以发现电视屏幕上显示的丰富多彩的色彩，都是由红、绿、蓝三色组成的。（此实验也可安排学生课前在家完成）
人们发现把红、绿、蓝光混合起来，可以产生各种颜色的光，因此红、绿、蓝被称为光的三原色。
板书：
进入
好的
新的
班级
光的三原色：红、绿、蓝。
实验三：教师指导学生用红、绿、蓝三色透明薄膜分别挡住三只手电筒的正面，在白墙或白纸上观察它们发出的光重叠部分A的颜色。（如图）
生：通过实验我们可以发现，重叠部分的A是白色，也就是三基色可以合成白光。
注意：教学中，不要让学生死记硬背三基色光合成的结果光的色散，而是让学生在探索的过程中体会几种单色光合成的效果，在实验中获得感性认识。
[例2]（多媒体演示）在打开的彩色电视机屏幕上滴几滴小水滴。它们是什么颜色？为什么？
分析：小水滴的作用相当于一个棱镜，是解决问题的切入点。
答：水滴的颜色是红、绿、蓝三色的混合色，彩色电视屏幕的颜色就是由这三种颜色按不同比例混合而成的，水滴起着三棱镜的作用，可以把这三种颜色的光分散开来。
不可见光
1. 频谱
白光是单色的还是多色的？
学生：白光是复色光。
白光经过三棱镜后，在屏幕上形成一条彩色的丝带，从上到下光分别是什么颜色？
学生：棱镜可以将阳光分解成七种不同的颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛蓝和紫色。
把这七种颜色的光按顺序排列起来就是光谱。此外，红光以外是红外光，紫光以外是紫外光，这两种光都是人眼看不见的。
板书：
棱镜把阳光分解成不同颜色的光，这些光按照一定的顺序排列，称为太阳可见光谱。
2.红外线
老师要求学生阅读课本P86-P87页有关红外线的内容。
红外线有什么特点？
学生：红外线的主要特性是“热效应”，一切物体都在无时无刻不在发射红外线。
红外线有哪些应用？
学生1：当物体的温度升高时，它辐射出的红外线就会大大增强。人生病时，局部皮肤的温度就会异常。如果在摄像机里装上对红外线敏感的胶片，拍下皮肤的照片，与健康人的照片对比，就能对病情作出诊断。
学生2：夜晚，人的体温比野外的植物、岩石等高，人发出的红外线比岩石强，利用这个原理，人们制成了红外夜视仪。
学生3：红外线还可以用于遥控，比如电视遥控器前端有一个发光二极管，当按下不同的键时，就可以发射不同的红外线，实现对电视的遥控。
学生4：红外遥感技术可以在飞机或卫星上用来勘测地热、寻找水源、估算农作物的长势和产量等等。
课外拓展：
红外线的
红外线是红光以外的一种射线光的色散，其频率范围约为红光的 5 倍。所有物体都在不断辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线就越多。物体在辐射红外线的同时，也会吸收红外线。
红外线的主要特性是具有很强的热效应，各种物体吸收红外线后，温度都会升高，因此人们利用红外线来加热物体，工业上用红外线来烘干汽车表面的油漆，家庭用红外线烤箱来烘烤食物，用红外线加热器来加热浴室，医学上用红外线来做物理治疗。
由于红外线具有很强的穿透云雾的能力，所以用灵敏的红外探测器吸收物体发射出的红外线，再用电子仪器对吸收的信号进行处理，就能显示出物体的形状和特征。这就是红外遥感。红外遥感技术可以用来勘察地球、寻找水源、监测森林洪水、估计大面积农作物的生长和收成、预报风暴和寒潮，在军事上也有重要的应用。
进入
好的
新的
班级
学生5：红外线的热效应可以用来加热物体、烘干油漆、谷物、医疗等，比如市面上有“远红外线烤炉”，可以用来烤鸡、鸭等肉制品。
板书：
1.红外线的特点：
（1）红外线的热效应很强。
（2）红外线穿透云、雾的能力很强。 （3）红外线还可用于遥控。
2、红外线的应用： (1)利用红外线加热物体。
（2）红外遥感。
（3）红外遥控。
【例3】（多媒体展示）如图所示为全自动感应水龙头，采用自动控制水流。
分析：一切物体都在不断辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线就越多，人体温度高，人体辐射的红外线在一定范围内，当人的手靠近水龙头时，手发射的红外线被传感器接收，利用电子电路打开水开关。
答案：人体发出的红外线
3.紫外线
老师要求学生阅读课本第87页有关紫外线的内容。
光谱中除了紫光之外，还有一种不可见光，叫做紫外线。那么紫外线有什么特点呢？
学生1：紫外线有强烈的化学作用。
学生2：紫外线有荧光效果。
学生3：紫外线可以杀死细菌。
紫外线有哪些应用？
学生1：紫外线能促进人体合成维生素D，有利于人体对钙的吸收，因此，孩子经常晒太阳可以预防缺钙引起的佝偻病。但过量的紫外线会使皮肤变得粗糙，甚至诱发皮肤癌。
学生2：紫外线有荧光作用，有些物质在紫外线照射下会发出可见光，日光灯管的管壁上涂有荧光物质，大面额钞票上也有用荧光物质印制的字，在紫外线照射下会发出可见光，这是一种防伪措施。
学生3：紫外线可以杀死很多种细菌，所以医院、食品商店经常使用紫外线来消毒。
学生4：紫外线很容易使照相胶片变得敏感。
老师总结：
（1）紫外线的频率范围为7.5×~5×，在光谱中处于可见光紫光之外，人眼是看不见的。
（2）不要把紫外线误认为是紫色或蓝色。紫外线是不可见光，有些物体发出的紫外线呈现淡蓝色，是因为它们除了发出紫外线外，还发出少量的蓝光和紫光。
知识扩展：
1、1800年，英国天文学家赫歇尔在研究光谱中各种颜色光的热效应时，把温度计移到光谱红光区以外的地方，结果温度迅速上升，说明那里有看不见的射线打到温度计上，于是他发现了红外线。
2、1801年，德国化学家里特尔把照相胶片放在光谱的紫色区域之外，胶片就变得敏感，于是人们发现了紫外线。
教
学习
盘子
书
（3）地球上的天然紫外线来源于太阳光，地球周围的大气层阻挡了大量的紫外线进入地球表面。
只有保护环境，地球上的生物才能获得生存的条件，为了保护人类的生存家园，我们应该具备环保意识，承担起环保的责任和义务。
板书：
1、紫外线的特点：
（1）紫外线有强烈的化学作用。
（2）紫外线有强烈的生理作用。
（3）紫外线有荧光效应。
2.紫外线的应用：
（1）医疗消毒。
（2）防伪措施。
（3）生理效应。
老师总结“红外线与紫外线的比较”，并用多媒体进行呈现。
教
学习
盘子
书
班级
大厅
小的
结
光学是有用的，它的知识渗透到社会生活的方方面面：交通信号灯用红黄绿三色；光学知识与电子技术的结合诞生了彩色电视机；红外线和紫外线在生活中应用十分广泛。希望同学们能运用我们所学的光学知识去观察和分析我们丰富多彩的世界。
教
材料
习惯
问题
解开
回答
【教材P85《思考与做》】
阳光散射
如果没有棱镜，也可以用图示装置做光的色散实验。在一个深盘中放入一些水，在盘边上斜放一面平面镜，将镜子下半部分浸入水中。让一束阳光照射在水下的平面镜上，反射到白色的墙壁或白纸上。观察反射到墙壁或白纸上的光的颜色。
答：这是利用平面镜和水对白光进行散射的方案。白光分解出的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色带反射在白色的墙面或白纸上，非常醒目。当然，分解阳光的方法有很多种，学生也可以用其他方法来加深对白光的理解。
【教材P87《用手和大脑学物理》】
1、用放大镜观察彩色电视机工作时的屏幕，将白光区域与其它颜色区域进行比较，看红、绿、蓝色条的相对亮度是多少。
答：白光区域三种颜色亮度一样，而其他颜色区域三种颜色亮度不同。（这是一个实践练习，用各种放大镜都可以看得很清楚，当然你也可以自制放大镜，最简单的放大镜可以用装满水的透明玻璃杯代替。）
2.下面左边列出的各种现象，请在右边找到对应的物理知识。
例如：瞄准时，需要保持三点在一条线上——光的直线传播
解决方法：如下图：
3. 红外线和紫外线和你的生活有什么关系？请分别举两个例子。
答：红外线的应用：烤箱、浴室取暖灯、遥控器等。紫外线的应用：紫外线杀菌、利用其荧光效应鉴别真伪等。
灾难
问题
解开
回答
【例4】白纸上印着黑色的字，我们看得很清楚，这是因为（ ）。
A、自然光照在书上，白纸上的黑色文字分别反射白光和黑光到眼睛里。
B.自然光照在书上，白纸反射白光进入眼睛，黑色字不反射光线
C.白纸和黑字会发光进入眼睛
D. 黑色文字比白纸反射光线更好
分析：白色物体反射所有颜色的光，黑色物体吸收所有颜色的光，没有光线进入人眼，所以人眼感受不到光线。
答案：B
作业布置：教师在课后指导学生完成本课相应的练习，并预习下一课的内容。
教
学习
对面的
思考
1、本课的基本思路是利用关于彩虹的问题，介绍白光的色散现象。通过“探究光的三原色的混合”等学生实验，建立“光的三原色”的概念。最后通过阅读材料了解红外线和紫外线的特性和作用。
2、本课要突出的重点是白光的色散。可以将多媒体课件的信息与实验现象结合起来，加深学生的印象和理解。在实施教学时，创设情景引入课题，以彩虹现象激发学生的学习兴趣和好奇心，鼓励学生利用现有的设备，尝试寻找类似彩虹的彩色条纹。在活动中，让学生不设框架，以多种方式进行探索和寻找，全方位地释放学生的思维活动，在活动中体验成功的快感和满足感。然后在同学间的交流中加强合作，拓展视野。通过播放视频、动画等多媒体信息，让学生了解白光的色散现象及原因。将七彩光合成白光的实验对环境和实验设备要求较高，为了让学生在有限的课堂教学中更直观地了解这一现象，可以在课前录制实验过程，在教学过程中播放视频信息，提高学生的学习效率。 然后用多媒体动画来解释彩虹形成的原因，做好知识之间的联系。
这节课要讲的第二个重点是光的三原色。可以先让学生观察电脑显示屏，介绍光的三原色。
3、对于人眼看不见的光，其内容比较抽象，学生的知识水平有限，理解起来比较困难。找准切入点是关键。结合实验设备和学生的实际情况，可以利用多媒体设备展示素材（图片、模拟实验课件、视频），结合课本材料，培养和训练学生的阅读、归纳总结能力。
4、要把教师的主导作用和学生的主体地位有机结合起来，讲解要简练但要精准，尽量让学生动手实践。课前要组织学生通过动手动脑探索、资料查阅、网络检索、合作讨论、交流等科学探究方式，整合学科资源。让学生领略光的魅力，感受到自然现象多样性与自然规律的和谐统一，培养学生理性的逻辑思维能力和辩证判断能力，培养学生运用信息技术进行信息处理和学科网络学习的能力，让学生在学习中初步认识到科学技术对社会发展、自然环境和人类生活的重大影响，初步树立可持续发展意识和保护人类生存环境的意识。
教学中教师提问：
教师点评及总结