4.5 光的色散 课件-2025-2026学年人教版物理八年级上学期

第5节 光的色散 1.通过实验，了解光的色散、太阳光的组成和不同色光混合的现象。了解可见光谱、红夕线、紫外线及其应用。 2.基于光的色散和色光混合实验，结合观察到的现象进行合理的推理和分析，发展科学思维能力。 3.基于生活现象，对白光的组成提出猜想，在人造彩虹和色光混合的实验体验中，获取证据，并分析得出结论。 4.通过对红外线、紫外线在科技发展和日常生活中应用的了解，引导学生关注科学技术对自然环境、人类生活和社会发展的影响，增强学生的社会责任感与使命感。 教学目标 问题 人们早就学会将金刚石、水晶打磨成各种饰，在阳光的照耀下，它们会发出彩虹一般的光彩，令赏心悦目。 这么美丽的色彩是怎样形成的呢? 太阳发出的光，照亮了地球，使万物生辉。 17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色。 直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭开了光的颜色之谜。 色散 演示 观察光的色散 让一束太阳光照射到三棱镜上。 从三棱镜射出的光有什么变化? 太阳光是白光，它射人、射出棱镜会发生折射，被分解成各种颜色的光，这种现象叫作光的色散 dispersion )。 如果我们用一个白屏来承接，在白屏上就形成一条彩色的光带，颜色从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 红橙黄绿蓝靛紫 这说明，白光是由各种色光混合而成的。 彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。 喷雾器喷出的雾在阳光下 出现“彩带”也是光的色散现 象。 钻石在光的照射下光芒四射，也 是光多次反射、折射产生的现象。 想想做做 如果没有三棱镜，也可以用如右图所示的装置来进行光的色散实验。 在深盘中盛一些水，盘边斜放一块平面镜，使镜的下部浸入水中。 让一束阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白墙或白纸上。观察墙壁或白纸上反射光的颜色。 色光的混合 人们发现，把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，就可以看到各种颜色，因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色(右图)。 红 绿 蓝 黄 品红 青 我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的(右图)。 白 看不见的光 它们按照一定的顺序排列，形成太阳的可见光谱(右图)。 三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光， 太阳的能量主要以光的形式辐射到地球。 如果把非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处，都能够检测到温度的上升。 值得注意的是，在可见光谱的红端以外的部分，温度也会上升， 说明这里也有能量辐射，只不过人眼看不见。 我们把红端之外的辐射叫作红外线(infrared ray )。 红外线 一个物体，当它的温度升高时，尽管看起来外表还跟原来一样，但它辐射的红外线却会增强。 体温正常时 体温升高时 人生病的时候，局部皮肤的温度异常，利用红外相机给皮肤拍照并与健康人的照片(图4.5-6)对比，有助于诊断疾病。 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。 人们根据这个道理制成了红外线夜视仪。 红外线瞄准仪是 红外线夜视仪中的一 种。 红外线还可以用来遥控。 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脉冲，以实现对电视机的控制。 在可见光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作紫外线(ultraviolet ray )。 紫外线 紫外线也和人类生活有非常重要的关系。 适当的紫外线照射对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。 紫外线能杀死微生物。 在医院的手术室、病房里，常用紫外线灯来灭菌。 千万不要盯着点亮的紫外线灯看，那样会伤害眼睛。 紫外线能使荧光物质发光。在钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记，可以在紫外线下识别，这是一种有效的防伪措施(右图)。 过量的紫外线照射对人体有害，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。 小结 练习与应用 1.除了雨后，我们在很多情况下也会看到彩虹，请你举两个例子。 喷泉喷水时，能看到彩虹 阳光下的洒水车洒水时出现彩虹 喷雾器喷雾时会出现彩虹 水电站放水时会出现彩虹 2.通过如图4.5-1所示的实验，我们知道太阳光由各种色光混合而成，各种色光偏折的程度不同，哪种色光偏折程度最小?哪种色光偏折程度最大? 紫色光偏折程度最大 红色光偏折程度最小 3.在办公软件中建立一个空白文档，绘制一个矩形框，设置填充颜色为白色，打开“颜色”对话框的“自定义”选项卡，可以在屏幕中看到白色是由红、绿、蓝三种色光混合而成的(左下图)，其亮度等级均为255(255是最高亮度等级)。 请把蓝色光亮度等级调为0，看看由红色光和绿色光混合而成的矩形框显示什么颜色。 黄色 白色 再把绿色光亮度等级调为0，保持红色光亮度等级为最大， 请随意改变三种色光的亮度，说出你对色光混合的一些认识或体会。 然后慢慢增加蓝色光亮度等级，看看矩形框的颜色是怎样变化的。 红色逐渐变浅，最终变成品红; 红、绿、蓝三种色光通过一定比例混合可以形成各种色光。 4.医院的手术室和病房里常配备紫外线灯来灭菌，一些学校的餐厅也装有紫外线灯，有的公交车也会采取紫外线灯封闭照射的方式消毒(右图)。紫外线灯一般会发出淡紫色的光。这种淡紫色的光是紫外线吗?为什么? 淡紫色的光不是紫外线; 因为紫外线是看不见的光。 6.在生活中，红外线、紫外线有哪些应用?请各举两例。 红外线的应用: 烤箱 浴室取暖灯 火炉 遥控器 紫外线的应用: 紫外线杀毒 利用紫外线的荧光效应防伪 复习与提高 1.用激光笔将一束光射入不均匀的盐水中，观察光在盐水中的径迹，如右图所示。如果用玻璃棒充分搅拌盐水后，会看到什么现象?为什么? 搅拌均匀后光沿直线传播; 因为光在同种均匀介质中沿直线传播。 2.圭表是我国古代的天文仪器(如右图所示)，由“圭”和“表”两个部件组成:沿正南正北方向平放的尺叫作圭;直立在平地上的标杆或石柱叫作表。圭和表相互垂直 。通过观察记录正午时表在圭上影子的长度变化就能判断节气。通过圭表判断节气利用了什么光学知识 ? 夏至和冬至哪个节气? 为什么? 夏至 冬至 夏至日太阳高度最高，影子最短。 光的直线传播; 夏至的表影更短; 3.物理课本封面的用纸比较光滑，而内页的纸张却比较粗糙。从光学的角度看，内页为什么要选用比较粗糙的纸张? 光在粗糙的纸面上发生漫反射，能使学生从各个方向看清课本上的字。 4.某同学按照图4.3-12用两块平面镜和纸筒制作了一个潜望镜。他在室内窗户下方用潜望镜看到了窗外的风景。他看到的风景是正立的还是倒立的? 请你画图说明。 5.某同学想通过实验验证光反射时反射角等于入射角的结论。他在水平桌面上竖直放置一块平面镜，镜前竖直立着一块长木板，木板上有一个记号点A。该同学在木板的上边沿B处观察平面镜，恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。右图是眼睛看到A点的光路图。已知A和B到桌面的高度分别为40cm和80cm，当他把一支笔移至C处时，眼睛看到的A点被笔挡住了。请问:当C到桌面的高度为多少时，就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角? D 过C点做EF的平行线，交AB于D点。 ∠BDC=∠ADC=90° ∠BCD=∠ACD DC=DC ⇒ ΔBCD ΔACD ≌ ⇒ BD=AD= AB 所以当C到桌面的高度为60cm时，就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角。 由于长木板与平面镜都竖直放置在桌面上， E F 平面镜与桌面交点为F， 长木板与桌面的交点为E， 所以，∠DEF=∠CFE=90°, DC∥EF， 所以，∠EDC=∠FCD=90°, 所以，四边形CDEF是矩形，那么，DE=CF。 C点为入射点，∠FCD=90°, 所以，CD为法线。 AE=40cm BE=80cm ⇒ AB=40cm ⇒ AD=20cm AE=40cm ⇒ DE=60cm 因为DE=CF，所以，CF=60cm。 以上为本人给出的证明 由于长木板与平面镜均竖直放置在桌面上，边 AC与边BC等长，△CBA是等腰三角形，CD是∠ACB的平分线，D点与C点等高，其到桌面距离相等，将求C点到桌面的距离转换成求解D点到桌面的距离， 所以当C到桌面的高度为60cm时，就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角。 本题网络上的一种证明 6.某同学站在湖边看日出，同时也看到了水中的太阳。请在下图中画出他看到水中太阳的光路图。 ① ② ③ 7.一束激光由S点从空气射向水面，请在右图中画出它在空气中反射的光路和在水中折射的大致光路。 ① ② ③ ④ ① ② ③ 8.请找出下面左侧列出的各种现象在右侧所对应的主要物理知识并连线。 9.某人用如右图所示的装置探究光的折射现象及其特点。他不断改变入射角，使光从空气中斜射入半圆形玻璃砖，发现折射角始终小于入射角。于是，他得出结论:光在发生折射时，折射角总小于入射角。你认为他的结论正确吗?为什么?请利用图中装置进行实验来验证你的观点，并写出实验步骤。 实验步骤:让激光笔从半圆形玻璃砖斜射入空气中，改变入射角，比较折射角和入射角的大小关系。 不正确; 因为结论中没有说明光是从哪种介质射向哪种介质的， 也没有换用其他不同介质和色光进行多次实验。 谢谢观看 $