4.5 光的色散 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理

4.5 光的色散 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理 知识与方法 一、光的色散现象与原理 （一）定义 太阳光（白光）通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色光的现象，称为光的色散。 关键点： 色散现象说明白光是由多种色光混合而成的复色光，而单色光无法再分解（如红光、绿光）。 英国物理学家牛顿最早通过三棱镜实验证实了色散现象。 （二）实验探究：牛顿三棱镜实验 实验装置： 太阳光通过狭缝射向三棱镜，在白屏上形成彩色光带。 实验现象： 白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的光谱，其中红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。 若在三棱镜后放置另一倒置三棱镜，彩色光带可重新会聚为白光，证明白光是复色光。 （三）色散原理 不同色光的折射差异： 同一介质对不同颜色光的折射能力不同，波长较长的光（如红光）折射角较小，波长较短的光（如紫光）折射角较大。 可见光波长范围：400 nm（紫光）～700 nm（红光），超出此范围的光为人眼不可见。 二、色光的混合与物体颜色 （一）色光的三原色 红（R）、绿（G）、蓝（B）： 三种色光按不同比例混合可产生所有颜色的光，如： 红光 + 绿光 = 黄光 红光 + 蓝光 = 品红光 绿光 + 蓝光 = 青光 红 + 绿 + 蓝 = 白光（加色混合）。 应用实例： 彩色电视、手机屏幕通过红、绿、蓝像素点发光混合出丰富色彩。 （二）颜料的三原色 品红、黄、青： 三种颜料混合可产生黑色（减色混合），如： 品红 + 黄 = 红色 黄 + 青 = 绿色 品红 + 青 = 蓝色 品红 + 黄 + 青 = 黑色。 与色光三原色的区别： 色光混合亮度增加，颜料混合亮度降低。 （三）物体颜色的决定因素 不透明物体： 颜色由反射的色光决定。例如： 红色物体反射红光，吸收其他色光； 白色物体反射所有色光，黑色物体吸收所有色光。 透明物体： 颜色由透过的色光决定。例如： 蓝色玻璃只透过蓝光，吸收其他色光； 无色透明物体透过所有色光。 三、看不见的光 （一）红外线（光谱红光外侧） 特性： 热效应显著：物体温度越高，辐射的红外线越强。 穿透云雾能力强。 应用实例： 遥控器、红外夜视仪、红外测温仪、烤箱加热。 科学史： 1800 年，英国天文学家赫歇尔通过温度计在光谱红光外侧发现红外线。 （二）紫外线（光谱紫光外侧） 特性： 能使荧光物质发光（荧光效应）。 杀菌消毒（破坏细菌 DNA）。 过量照射会伤害皮肤和眼睛（导致皮肤癌、白内障）。 应用实例： 验钞机（利用荧光效应）、医院紫外线消毒灯、促进人体合成维生素 D。 防护措施： 夏季使用防晒霜、佩戴防紫外线眼镜。 四、自然现象与应用实例 （一）彩虹的形成 原理： 太阳光照射到空气中的小水滴，经折射→反射→折射后发生色散，形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的弧形光谱。 霓（副虹）：光线在水滴内反射两次，颜色顺序与彩虹相反（紫到红），亮度较暗。 观察条件： 背对太阳，在雨后或喷泉附近可见彩虹。 （二）其他色散现象 海市蜃楼： 光在不均匀大气中折射导致的虚像，与色散原理不同（色散是折射 + 反射）。 钻石闪光： 钻石对不同色光的折射差异大，产生强烈色散效应。 五、实验拓展：简易色散实验 （一）实验目的 验证光的色散现象，观察不同色光的偏折差异。 （二）实验器材 浅盘、水、平面镜、白色墙壁。 （三）实验步骤与现象 在浅盘中盛水，斜放平面镜使其下部浸入水中。 让阳光照射到水下的平面镜上，反射到白色墙壁。 现象：墙壁上出现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带，验证色散现象。 六、易错点与误区 色光与颜料三原色的混淆： 错误认知：认为颜料三原色是红、黄、蓝。 正确结论：颜料三原色是品红、黄、青，色光三原色是红、绿、蓝。 物体颜色的判断： 错误应用：绿色光照在红色物体上，误认为物体呈绿色。 正确方法：红色物体吸收绿光，反射红光（但绿光中无红光），故物体呈黑色。 红外线与紫外线的性质： 错误观点：红外线能杀菌，紫外线用于遥控。 正确结论：红外线热效应显著（遥控），紫外线杀菌（荧光效应）。 七、总结与知识网络 （一）核心公式与原理 色散原理：不同色光在同一介质中折射角不同，导致分离。 光的混合规律： 色光三原色（红、绿、蓝）→ 加色混合成白光； 颜料三原色（品红、黄、青）→ 减色混合成黑色。 （二）知识网络 （三）历史与文化 中国古代研究： 北宋沈括《梦溪笔谈》记载 “虹乃雨中日影也”，早于西方解释彩虹成因。 科学发展： 牛顿的色散实验推翻了 “白光为纯色光” 的传统认知，奠定现代光学基础。 专题练习 一、单项选择题 1．将一束白光照射到绿玻璃上，透过绿玻璃的光呈现在光屏上时是(　　) A．白色光 B．绿色光 C．黄色光 D．红色光 2．红外线和紫外线的应用非常广泛，下列仪器中，属于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 3．光可以让我们的生活绚丽多彩。下列有关光的说法正确的是 A．色光的三原色为红、黄、蓝 B．适当的紫外线照射有利于骨骼生长 C．验钞机利用红外线来鉴别钞票的真伪 D．电视机遥控器是利用紫外线来控制电视机 4．如图，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(　　) A．A处应是紫光 B．只有 AB 之间有光 C．将照相底片放到AB 范围B 处的外侧，底片不会感光 D．将温度计放到AB 范围A 处的外侧，会看到温度上升 5．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 6．夜晚的红梅公园，悬挂在高处的灯筒在地面上投射出红花绿叶的美丽图案。灯筒结构如图所示：不透明外壳内有一白炽灯，灯筒底部为带有彩色图案的玻璃。若将灯筒内白炽灯更换为红色光源，灯筒将在地面上投射出（　　） A．红花黑叶 B．黑花红叶 C．红花红叶 D．黑花黑叶 7．如图是今年7月1日建党100周年庆祝活动场景，仪仗兵们排着整齐的队列，踏着铿锵的步伐，背着神圣的长枪，非常震撼。关于场景中涉及到的物理知识说法正确的是（　　） A．他们帽子上的军徽熠熠发光，因为军徽是光源 B．党徽呈现黄色是因为反射了太阳光中的黄光 C．军人整齐的脚步声，是空气振动产生的 D．整个队列整齐划一，观众是通过光的色散现象来判断的 8． 如图所示，日晷是古代人们用来测量时间的仪表，通过观察晷针在阳光下影子所在位置即可知道当日的时间。日晷测量时间时利用了 A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散 二、填空题 9．如图是一种常见的红外感应水龙头，当用手遮挡红外线感应窗时，感应窗发出的红外线照射到手上发生了　 　（选填“漫”或“镜面”）反射，　 　（选填“遵循”或“不遵循”）光的反射定律，红外线的传播　 　（选填“需要”或“不需要”）介质。 10．太阳光在真空中的传播速度是　 　m/s，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，在白屏上就形成一条彩色光带，这种现象叫做光的　 　，其中红、　 　、蓝被称作光的三原色。 11．如图所示是中考试卷答题卡中用来识别考生信息的条形码(样码)，当条形码扫描器照射它时，黑条纹将光　 　(选填“反射”或“吸收”)，白条纹将光　 　(选填“反射”或“吸收”)，电脑解码就是根据反射回来光的强弱分布规律来读取考生的相关信息. 100101 第01考室 第一中学考场 12．“手一伸水自来，手一收水自停”的全自动感应水龙头，是利用　 　进行自动控制的.“红外线”和“紫外线”这两种不可见光在疫情防控期间都发挥了重要作用，虽然它们都属于人眼　 　(选填“看得见的”或“看不见的”)光，但是作用却有明显不同，如图所示的测温枪就是利用接收人体发出的　 　来测量温度的，而　 　在医生的手术室里可以起到消毒杀菌的作用. 13．用一块平面镜将室外的阳光照射到室内，这是光的　 　现象；如图所示，把一块平面镜斜插在水中，将装置放在从窗口射入的阳光下，让镜面对着阳光，在对面的白色墙壁上看到一个彩色的光斑，说明白光是由　 　混合而成的。 三、实验探究题 14．如图所示，通过探究，我们对太阳光有了更多的了解。 （1）太阳能电池板将太阳能转化为　 　能，说明光具有　 　； （2）图甲中，阳光通过三棱镜后，在白色光屏上呈现彩色光带，这是光的　 　现象，用白色光屏的目的是　 　，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中A为　 　光，说明　 　光的偏折角度大； （3）在屏上标出了三个区域，用温度计测试不同区域的温度，其中能让温度计示数明显上升的区域是　 　（选填“①”、“②”或“③”，下同），能消毒杀菌的区域是　 　； （4）图乙中在三棱镜和光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃，光屏呈现的光的颜色为　 　色； （5）拓展：在一张白纸上用绿颜料写一个“光”字把它拿到暗室，当只用红光照射时，你看到的现象是：　 　纸上面有一个　 　色的“光”字； （6）如果没有三棱镜，也可以用一个水槽盛上水，旁边斜放一个平面镜，使太阳光照射在平面镜上，调整装置角度，就可以在白色墙壁上观察到彩色光带，敲动水槽，使它做微小振动，又可在墙壁上观察到　 　光。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】绿色的透明玻璃，只透过绿色，其他色光被挡住，白光是多种色光的混合色，若照射到绿玻璃上，白光中只有绿色透过玻璃，则在光屏上呈现绿色光，B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【分析】透明物体的颜色，由它透过的色光决定。 2．【答案】C 【解析】【解答】解：A、红外线方向性好，可以用作电视遥控器； B、超声波可以传递信息，B超就说明这一点； C、紫外线有荧光效应，使荧光物质发出荧光，可以做成验钞机，检验钱的真伪； D、红外线热作用强，一切物质不停地辐射红外线，高温物质辐射红外线强，因此制成红外线夜视仪，可以用在军事上． 故选C． 【分析】紫外线具有化学作用强、生理作用强、荧光效应强的特点，根据这样的特点在生活中的应用来判断此题． 3．【答案】B 【解析】【解答】A、色光的三原色为红、绿、蓝，故A错误。 B、适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，促进人体对钙的吸收，有利于骨骼生长，故B正确。 C、验钞机利用紫外线来鉴别钞票的真伪，故C错误。 D、电视机遥控器是利用红外线来控制电视机，故D错误。 故答案为：B 【分析】（1）颜料的三原色是红、黄、蓝，色光的三原色是红、绿、蓝。 （2）适当的紫外线照射有助于骨骼生长。 （3）紫外线能使荧光物质发光，验钞机使用紫外线来辨别钞票真伪。 （4）电视遥控器是红外线遥感。 4．【答案】D 【解析】【解答】 太阳光经三棱镜后发生色散，图中位置从A到B依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光； A的外侧是红外线，红外线具有热效应，它位于红色光的外面，所以温度计放放在A处的外侧示数会上升； 由于紫外线会使底片感光，而紫光外侧为紫外线，因此将底片放在紫光外侧。则底片会感光。 综上所述，故D正确，而A、B、C错误。 故选D。 【分析】 （1）太阳光经过三棱镜被分解为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光，称为光的色散； 在红光之外是红外线，在紫光之外是紫外线； （2）红色光之外称为红外线，红外线的热效应很强，太阳光向地球辐射热，主要依靠红外线； 5．【答案】A 【解析】【解答】电视遥控器前端的发光二极管，能发出不同的红外线来实现电视遥控，红外线是看不见的光；故选A。 【分析】红外线的热作用很强，可以制成热谱仪、夜视仪、电视遥控器。 6．【答案】A 【解析】【解答】A.B.C.D.由题意可知灯筒底部的玻璃图案是红花绿叶，白炽灯发出的是七种色光混合而成白光，照射到红花图案的透明玻璃只能透过红光，绿叶图案的透明玻璃只能透过绿光，所以投射出红花绿叶图案；当白炽灯更换为红色光源时，照射到红色的花上，透过红光，所以能看到红花，照射到绿叶上时，红光被吸收，没有色光透过，所以叶成了黑色，故A正确，BCD错误。 故选项为：A。 【分析】透明物体的颜色由其能透过的色光决定，即红色的透明物体只能透过红光，吸收其他颜色的光。 7．【答案】B 【解析】【解答】A．军徽自身不能发光，所以军徽不是光源，军徽可以反射太阳光，所以当军徽上反射的光线射入人眼时，就会看到军徽，A不符合题意； B．太阳光下我们能看到党徽呈现黄色是因为党徽能反射太阳光中的黄色光，B符合题意； C．队列整齐的脚步声是脚步踏击地面使其振动发出的声音，C不符合题意； D．根据光的直线传播可以判断队列是否整齐划一，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】自身能发光的物体称为光源。 不透明物体的颜色是有它反射的色光决定的，黄色只反射黄光。 声音是由物体的振动产生的。 光在均匀介质中是沿直线进行传播的。 8．【答案】A 【解析】【解答】 通过观察晷针在阳光下影子所在位置即可知道当日的时间利用的是光沿直线传播。 选项BCD不符合题目意思，答案选择A 【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食。光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的。光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。 9．【答案】漫；遵循；不需要 【解析】【解答】 红外线是一种电磁波，‌位于可见光红光的外侧，‌具有强热作用，‌且是绝对零度以上的物体都会辐射的能量形式。‌ 感应窗发出的红外线照射到手上，由于手的表面粗糙，故发生了漫反射，反射光线射向各个方向，感应窗内的红外线接收管接收到信号后控制出水。不论是漫反射还是镜面反射，都遵循光的反射定律。红外线是不可见光，光的传播不需要介质。 【分析】 漫反射是当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反射，遵循光的反射定律；红外线的主要特点是热作用，用于红外遥感、红外遥控、红外夜视等；红外线的传播不需要介质。 10．【答案】3.0×108；色散；绿 【解析】【解答】 太阳光在真空中的传播速度是 3.0×108m/s， 让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，在白屏上就形成一条彩色光带 ，该现象为光的色散，红绿蓝属于光的三原色。 综上 第1空、3.0×108； 第2空、色散； 第3空、绿。 【分析】1、光的折射：光经过不同介质时，传播方向会发生偏折的现象，如：海市蜃楼、彩虹的形成、岸面看水水变浅、光的色散； 2、光的三原色为：红蓝绿。 11．【答案】吸收；反射 【解析】【解答】黑色可以吸收所有的光，白色可以反射所有的光。 综上 第1空、 吸收；第2空、反射。 【分析】白色会反射各种颜色的光，黑色会吸收各种颜色的光，不透明物体会反射物体显示的颜色，透明物体会显示透过光的颜色。 12．【答案】红外线；看不见的；红外线；紫外线 【解析】【解答】“手一伸水自来，手一收水自停”的全自动感应水龙头，是利用红外线测温控制的，红外线和紫外线均属于看不见的光，测温枪利用人红外线发出的光测量温度，紫外线可以杀菌。 综上 第1空、 红外线； 第2空、看不见的； 第3空、红外线； 第4空、紫外线。 【分析】红外线：是频率比红光低的不可见光，常见用处有测温、遥控电器； 紫外线：频率比蓝紫光高的不可见光，可用于消毒杀菌、验钞。 13．【答案】反射；多种色光 【解析】【解答】阳光照射到平面镜发生反射，改变了光的传播方向而照射到室内，故这是光的反射现象。 太阳光（白光）射向斜插在水中的平面镜（相当于三棱镜）上，发生了反射和折射，被分解为多种色光，说明白光是由多种色光混合而成的。 【分析】光的反射： 光在传播到不同介质表面时，被反射回原来介质中的现象，如水面出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的； 光的色散：太阳光（白光）通过三棱镜后，依次被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色，这种现象叫光的色散，说明太阳光是由多种色光混合而成。 14．【答案】（1）电；能量 （2）色散；呈现彩色光带；红；紫 （3）①；③ （4）蓝 （5）红；黑 （6）白 【解析】【解答】（1）根据能量的转化可知，太阳能电池板将太阳能转化为电能，表明光具有能量。 （2）太阳光通过三棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，在白色光屏上呈现一条彩色光带，这是光的色散现象。 从图甲可知，最下面的色光经过三棱镜偏折最强，因此是紫光。A为红光，其偏折角度小。 （3）在红光之外称为红外线，其热效应最显著，因此让温度计示数明显上升的区域是①。 紫色光之外称为紫外线，紫外线具有杀菌能力，区域是③。 （4）在三棱镜和白色光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃，由于透明物体的颜色是由它通过的色光决定的，因此蓝色玻璃只能透过蓝光，故光屏呈现的光的颜色为蓝光。 （5）在一张白纸上用绿颜料写一个“光”字，把它拿到暗室里，只用红光照射时，则白纸能反射红光呈红色；绿字只能反射绿光，不能反射红光，因此绿字呈黑色。 （6）如图所示的装置相当于三棱镜，用该装置来进行太阳光的色散实验，太阳光经过三棱镜被分解为七色光，因此在白色的墙上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带，当盘子做微小的振动时，水面不再是平面，光在不平的水面上会发生漫反射，使得各种颜色的光复合成白光。 【分析】（1）太阳能电池板将太阳能转化为电能，表明光具有能量； （2）太阳光通过三棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，这是光的色散现象；红光偏折能力最弱，紫光偏折能力最强； （3）在红光之外称为红外线，其热效应最显著；紫色光之外称为紫外线，紫外线具有杀菌能力； （4）明物体的颜色是由它通过的色光决定的； （5）白纸能反射红光呈红色；绿字只能反射绿光，不能反射红光； （6）当盘子做微小的振动时，水面不再是平面，光在不平的水面上会发生漫反射，使得各种颜色的光复合成白光 学科网（北京）股份有限公司 $$