4.5光的色散 教学设计 2025-2026学年人教版物理八年级上学期

课时主题

揭开光的颜色之谜——探究白光的组成与色光的混合规律

课程

新授课

课时

1课时（共1课时）

本课时教学内容分析

本节课是人教版初中物理八年级上册第四章“光现象”中的第五节内容，属于光学知识的重要组成部分。教材以“彩虹的形成”这一生活现象为切入点，引导学生思考白光是否真的是最简单的颜色。通过介绍牛顿用三棱镜分解太阳光的经典实验，引出“光的色散”概念，并明确白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成的复合光。

教材进一步拓展到“色光的三原色”——红、绿、蓝，说明这三种色光可以按不同比例混合产生各种颜色，广泛应用于电视、手机等显示设备中。此外，还简要介绍了红外线和紫外线这两种不可见光的存在及其在生活中的应用，如红外遥控、夜视仪、紫外线灭菌等，体现了物理知识与现代科技的紧密联系。

本节内容既是对前几节“光的直线传播”“光的反射”“光的折射”的综合运用（色散本质是光在介质中发生折射率不同导致的偏折差异），也为后续学习“透镜”“物体的颜色”等内容打下基础，具有承上启下的作用。教学中应注重实验探究、现象观察与科学思维的培养。

学情分析

八年级学生已具备一定的生活经验，对彩虹、霓虹灯、电视屏幕等色彩现象有直观感受，但对这些现象背后的物理原理缺乏系统认识。他们刚刚学习了光的反射和折射，理解光在不同介质界面会发生方向改变，这为理解色散是折射的一种特殊表现奠定了基础。

学生的抽象思维能力正在发展，对于“看不见的光”如红外线、紫外线可能存在认知障碍，容易将“发出淡紫色光的紫外线灯”误认为紫外线本身可见。因此，教学中需借助具体实验、图像资料和生活实例帮助学生建立正确概念。

此阶段学生好奇心强，喜欢动手操作，适合采用探究式教学方法。通过模拟牛顿实验、利用手机屏幕观察像素点等活动，能有效激发学习兴趣，提升科学探究能力。同时，学生对科学家故事感兴趣，可结合牛顿发现色散的历史背景，增强科学人文素养。

学习目标

物理观念：
1. 能说出光的色散现象是指白光通过三棱镜后被分解成多种颜色光的现象，理解白光是由多种色光混合而成的复合光；
2. 能识别红外线和紫外线的存在，列举它们在生活中的至少两种应用实例。

科学思维：
1. 能根据实验现象推理得出“白光不是单色光”的结论，发展归纳与演绎的科学思维能力；
2. 能比较色散与普通折射的区别，理解不同色光在同种介质中折射程度不同的本质原因。

科学探究：
1. 能设计并完成简易的光的色散实验（如水+镜子法），观察并记录实验现象；
2. 能使用数字工具（如手机屏幕放大功能）观察色光三原色的实际应用，验证理论知识。

科学态度与责任：
1. 通过了解牛顿发现色散的历史，体会科学探索的艰辛与乐趣，培养尊重事实、勇于质疑的科学精神；
2. 认识到红外线、紫外线既有有益应用也有潜在危害（如紫外线过度照射伤害皮肤），树立安全使用科技产品的意识。

学习

教学重点：
 

重难点

1. 理解光的色散现象及其成因，掌握白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光混合而成；
2. 认识色光的三原色（红、绿、蓝）及其在显示器中的应用原理。

教学难点：
1. 理解不同色光在同种介质中折射率不同导致偏折程度差异，从而发生色散；
2. 区分“紫外线灯发出的可见紫光”与“不可见的紫外线”，建立“不可见光”的科学概念。

教学策略

采用“情境导入—实验探究—合作讨论—归纳总结—拓展应用”的教学主线，融合议题式教学法、情境探究法与合作探究法。以“彩虹是如何形成的？”为核心驱动问题，创设真实情境；通过演示实验与学生动手实验相结合的方式开展探究；组织小组讨论分析现象背后的物理原理；最后联系生活实际深化理解，体现从生活走向物理、从物理走向社会的理念。

教学资源准备

多媒体课件、玻璃三棱镜、太阳光或强光源（手电筒）、白色光屏、盛水深盘、平面镜、白纸或墙面、手机或电脑显示器、放大镜、红外相机热谱图图片、紫外线灯实物或图片、温度计模型图等。

教学环节

教学活动

设计意图

一、情境导入
引发认知冲突

一、创设情境，提出问题

（1）播放视频：雨后彩虹美景
出示PPT图片：

教师提问：“同学们，你们见过这样的景象吗？它叫什么？你知道它是怎么形成的吗？”
鼓励学生自由发言，分享自己的观察经历。预设回答可能包括“水珠反射阳光”“太阳照到水汽上”等模糊说法。教师不急于纠正，而是继续引导：“自古以来，人们就被这种美丽现象吸引。早在17世纪以前，大家都认为白色是最简单的颜色。直到一位伟大的科学家做了一个实验，才揭开了这个秘密。”

（2）讲述牛顿故事，激发兴趣
教师简要讲述1666年牛顿在家乡躲避瘟疫期间，用三棱镜分解阳光的故事：“当时年轻的牛顿把房间弄暗，只留一个小孔让阳光射入，再让这束光通过一个玻璃三棱镜。结果他惊奇地发现，墙上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带！这个发现彻底改变了人们对光的认识。”
引导语：“今天我们就来重现这位科学巨匠的经典实验，亲自揭开‘光的颜色之谜’！”

利用真实自然现象激发兴趣，制造认知冲突（白光=简单？），引入历史背景增强人文色彩，营造探究氛围。

二、实验探究
观察色散现象

二、动手实践，探究色散

（1）教师演示：三棱镜色散实验
在教室一侧拉上窗帘，仅保留一道窗户进光。教师手持玻璃三棱镜，让一束太阳光斜射入棱镜的一个侧面。在另一侧放置白色光屏，调整角度直至屏幕上出现清晰的彩色光带。引导学生仔细观察：
1. 白光经过三棱镜后发生了什么变化？
2. 彩色光带的颜色顺序是怎样的？从哪一端开始偏折最大？
3. 这说明了什么？
师生共同总结：白光被分解成了七种颜色的光，这种现象叫做“光的色散”。颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，其中红光偏折最小，紫光偏折最大。这证明白光不是单一颜色的光，而是由多种色光混合而成的。
（2）学生实验：替代法模拟色散
分发实验材料包（深盘、水、小平面镜、白纸）。指导学生按照课本“想想做做”进行操作：
1. 在深盘中倒入适量清水；
2. 将小平面镜斜靠在盘边，使下半部分浸入水中；
3. 将装置置于阳光下，调节镜子角度，使反射光投射到白纸上；
4. 观察白纸上是否出现彩色光带。
提问：“为什么水面下的镜子也能产生类似效果？”引导学生思考：水与空气界面相当于一个折射面，光线从空气进入水再反射回空气，经历了两次折射，不同色光折射率不同，从而发生色散。此过程虽不如三棱镜明显，但原理相通。

通过经典实验直观呈现核心现象，培养学生观察能力；替代实验降低器材门槛，让更多学生参与探究，理解原理普适性。

三、合作研讨
理解色光混合

三、深入探究，认识三原色

（1）展示图片：显微镜下的手机屏幕
教师投影图4.5-4“显微镜下的手机屏幕”高清图像，

提问：“大家每天都在看手机屏幕，但你真的看清过它的结构吗？这些小小的点是什么颜色？它们是怎么组成千变万化的图像的？”
组织学生分组讨论，并尝试解释：“如果只有红、绿、蓝三种颜色的小灯泡，能不能组合出其他颜色？”
（2）互动实验：调节RGB亮度
打开电脑办公软件（如Word），新建文档，插入一个矩形框，设置填充色为白色。打开“颜色”对话框的“自定义”选项卡，显示R:255, G:255, B:255。
操作演示：
1. 将蓝色B值调为0，观察矩形变为黄色；
 

利用高科技图像打破认知盲区，通过可操作的数字实验让学生亲历色彩合成过程，强化“三原色”概念的理解与应用。