第四节 光的色散（教学设计）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理教学设计聚焦光的色散现象、白光组成、光的三原色及物体显色规律，以雾炮洒水车彩虹情境导入，承接光的折射规律，作为《光的世界》章节从传播规律到色彩本质的延伸，搭建学习支架。 资料特色在于以实验探究为核心，通过三棱镜色散、水三棱镜等分组实验，结合彩虹、彩色屏幕等生活现象解释，融入古代光学记载，搭配实验动画和彩虹科普视频。培养学生科学探究能力，建立物理观念，提升教师教学效率，助力学生理解色彩本质与应用。

第四节 光的色散（教学设计） 年级 八年级全一册 学科 物理 教师 课题 第四节 光的色散 教学 目标 物理观念 1. 知晓白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成，理解光的色散本质是光的折射； 2. 掌握光的三原色（红、绿、蓝），理解色光混合的基本规律； 3. 分清透明物体与不透明物体的显色规律，能用色散原理解释彩虹、屏幕色彩、物体颜色等生活现象。 科学思维 1. 通过三棱镜实验推理白光的复合属性，区分色光混合与物体吸、反光的逻辑差异； 2. 能结合色散原理分析生活中的色彩现象，建立 “光的颜色决定视觉色彩” 的推理思维； 3. 对比色散、色光混合、颜料混合三类色彩规律，提升概念辨析与逻辑归纳能力。 科学探究 1. 动手完成三棱镜色散实验、水三棱镜实验，观察白光分解为七色光的现象； 2. 探究光的三原色混合效果，通过观察、对比、归纳得出色散与色光混合规律； 3. 能设计简单实验验证白光的组成与色光复合，提升实验设计与现象归纳能力。 科学态度 与责任 1. 感受彩虹、多彩屏幕等自然与生活中的光学之美，保持对色彩光学现象的探索兴趣； 2. 结合古籍记载了解古代光学观察，体会物理与传统文化的联系，增强文化自信； 3. 养成客观观察、理性分析的习惯，理解 “物体本身无颜色，色彩源于光” 的科学认知。 教材 分析 本节是第三章《光的世界》的拓展延伸课时，承接光的折射规律，是几何光学从 “传播规律” 走向 “色彩本质” 的重要节点。教材以雾炮洒水车形成彩虹的生活情境引入，通过三棱镜实验系统探究光的色散现象，揭示白光的组成与色散本质，拓展光的三原色、物体的显色规律，结合大量生活实例与实验探究，将光学规律与色彩现象深度结合。本节课既是对光的折射规律的深化与应用，也是学生认识光的波动性、建立色彩物理认知的重要载体，同时融入传统文化、生活应用与科学方法教育，充分体现了 “从生活走向物理，从物理走向社会” 的课程理念。 学情分析 1. 知识储备：学生已掌握光的折射规律，对彩虹、彩色屏幕、彩色物体有丰富的生活经验，但普遍对色散的本质、物体显色的原理理解模糊，容易混淆 “光的三原色” 与 “颜料三原色”。 2. 思维能力：学生具备初步的光学实验能力，但对 “不同色光折射程度不同” 的微观原理、“物体本身无颜色” 的认知理解不深；对色散、色光混合、颜料混合三类规律容易混淆，需要逐步引导。 3. 学习特点：学生对色彩实验、生活现象兴趣浓厚，但容易停留在表面现象，对规律的本质、概念的辨析需要系统引导；对生活中色彩现象的原理解释需要通过实验与实例逐步强化。 教学重点 1. 光的色散现象与白光的组成； 2. 光的三原色与色光混合规律； 3. 透明物体、不透明物体的显色规律。 教学难点 1. 区分光的色散、色光混合、颜料混合三类色彩规律的本质差异； 2. 理解物体显色的微观逻辑，建立 “光的反射 / 透过决定物体颜色” 的认知； 3. 理解不同色光的折射偏折程度差异，掌握色散的本质是光的折射。 教学 器材 分组实验器材：三棱镜、手电筒（白光光源）、红 / 绿 / 蓝透明玻璃片、白色光屏、水槽、激光笔； 演示器材：光的色散实验装置、三原色光合成演示器、彩色玻璃片、彩色物体； 多媒体素材：光的色散实验动画、彩虹形成科普视频、古代光学记载介绍。 教师活动 学生活动 导入新课 【生活情境引入】展示雾炮洒水车喷出彩虹的图片，讲解：炎热夏天，洒水车作业时，车后常会出现彩虹，被称为 “彩虹制造机”。 提出问题：彩虹是怎么形成的？太阳光为什么能变出七彩颜色？ 引入课题：今天我们就通过实验探究光的色散，揭开色彩的奥秘。 结合生活经验思考彩虹的成因； 对光的色彩现象作出猜想，明确本节课的学习主题，带着探究问题进入新课。 学习新课 一、光的色散现象 1. 色散实验 演示实验：让一束太阳光（或平行白光）通过狭缝射到三棱镜上，观察另一侧光屏上的现象。 现象：光屏上出现按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列的彩色光带。 定义：白光经三棱镜折射后分解为各种单色光的现象，叫做光的色散。 本质：色散的本质是光的折射，不同色光通过三棱镜时的偏折程度不同。 规律：偏折程度由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，即红光偏折最小，紫光偏折最大。 2. 白光的组成 讲解：色散实验证明，白光不是单色光，而是由七种单色光混合而成的复色光。 拓展实验：让七色光再通过一个倒置的三棱镜，七色光又重新混合成白光，说明色散与色光复合是可逆的。 概念辨析： - 单色光：不能再被分解的光，如红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫； - 复色光：由多种单色光混合而成的光，如太阳光、白炽灯的光。 科学史：最早通过实验研究光的色散现象的是英国物理学家牛顿。 3. 生活中的色散现象 讲解：彩虹是自然界中典型的色散现象。雨后空中悬浮着大量小水珠，太阳光射入水珠时发生折射，分解为七色光，形成彩虹。 拓展：“背日喷乎水，成虹霓之状” 是我国古代对色散现象的记载，体现了古人的观察智慧。 4. 典例分析 讲解课件例 1、例 2，巩固色散现象、偏折规律与光路分析。 观察色散实验现象，认识七色光的排列顺序； 理解色散的本质是光的折射，掌握不同色光的偏折规律； 理解白光的组成，知道单色光与复色光的区别； 观察色光复合实验，理解色散与复合的可逆性； 能解释彩虹的形成原理，感受古代光学智慧； 完成典例练习，巩固色散规律与应用。 学习新课 二、色光混合与物体的颜色 1. 光的三原色 讲解：红、绿、蓝三种色光无法用其他色光混合而成，叫做光的三原色（RGB）。 演示三原色混合实验，总结混合规律： - 红 + 绿 = 黄光 - 绿 + 蓝 = 青光 - 红 + 蓝 = 品红光 - 红 + 绿 + 蓝 = 白光 应用：彩色电视、电脑、手机屏幕，都是通过控制红、绿、蓝三种色光的强度比例，呈现出五彩斑斓的画面。 易错辨析：光的三原色是红、绿、蓝；颜料的三原色是红、黄、蓝，二者原理不同 —— 色光混合是加色混合，越混合越亮；颜料混合是减色混合，越混合越暗。 2. 物体的颜色 （1）不透明物体的颜色 讲解：不透明物体的颜色由它反射的色光决定。物体反射与自身颜色相同的光，吸收其他颜色的光。 举例：红色物体只反射红光，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。 （2）透明物体的颜色 讲解：透明物体的颜色由它透过的色光决定。透明物体让与自身颜色相同的光透过，吸收其他颜色的光。 举例：红色玻璃只透过红光；无色透明玻璃透过所有色光。 3. 生活现象辨析 分析实例： ① 电影幕布用白色：白色能反射所有色光，还原完整色彩；幕布粗糙发生漫反射，各个位置都能看清。 ② 蓝光照射红玫瑰：红玫瑰只反射红光，吸收蓝光，看起来呈黑色。 ③ 彩色玻璃重叠：重叠区域不能透过任何色光，呈黑色。 4. 典例分析 讲解课件例 3、例 4，巩固色散、物体颜色的规律与应用。 观察三原色混合实验，掌握光的三原色与混合规律； 区分光的三原色与颜料三原色，理解加色混合与减色混合的差异； 理解不透明物体、透明物体的显色原理； 知道白色、黑色的光学特点； 能运用规律解释生活中的色彩现象； 完成典例练习，巩固色散与物体颜色的规律。 课 堂 练 习 1．让一束太阳光通过三棱镜照射到竖直放置的白屏上形成了一条彩带，如图所示。以下说法正确的是（　　） A．经过三棱镜后的不同色光在真空中的传播速度是不同的 B．实验中用白色屏幕的原因是它能吸收任何色光 C．雨后彩虹与此现象的形成原理是相同的 D．三棱镜对红光的偏折程度最强 【答案】C 【解析】A．在真空中，光速是一个常数，与光的颜色无关，因此所有色光离开三棱镜进入真空后速度相同，故A错误； B．实验中用白色屏幕的原因是白色的屏幕能反射所有颜色的光，故B错误； C．太阳光照射三棱镜产生可见的有色光带，此现象为光的色散现象，雨后彩虹与此现象的形成原理是相同的，故C正确； D．当白光通过三棱镜时，棱镜对紫光的折射率最大，光通过棱镜后，紫光的偏折程度最强，红光偏折程度最弱，故D错误。 故选C。 2．对于光的色散的一些理解，其中错误的是（　　） A．白光通过三棱镜后，传播方向不发生变化 B．色散现象表明，白光是由七种色光组成的 C．单色光经过三棱镜时，不会发生光的色散现象 D．光的色散现象是由光的折射形成的 【答案】A 【解析】A．白光通过三棱镜后分解成为七色光，属于光的色散现象．传播方向发生改变，故A错误，符合题意； B．太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光，这种现象叫光的色散，如果用一个白屏来承接，在白屏上就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这说明，白光是由七种色光组成的，故B正确，不符合题意； C．单色光通过三楼镜时，不会产生色散现象，但是会发生折射，故传播方向发生改变，故C正确，不符合题意； D．复色光通过三棱镜等介质时，由于折射作用，不同频率的光在折射后沿不同方向传播，从而被分解成单色光，形成光的色散现象，故光的色散现象是由光的折射形成的，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．如图所示，这是河南省黄柏山景区。千树万树的红叶，愈到秋深，远远看去，就像火焰在滚动。枫叶呈现红色是因为它（　　） A．反射了红光 B．吸收了红光 C．反射了红、绿、蓝光 D．吸收了红、绿、蓝光 【答案】A 【解析】不透明的物体反射与物体相同的色光，其他色光被吸收，故枫叶呈红色是因为反射红光，吸收其他色光。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．夜晚舞台上只用红色灯光照在穿白色上衣和蓝色裙子的女演员身上，观众看到这位女演员身上的颜色是（　　） A．上衣和裙子都呈红色 B．上衣呈红色，裙子呈蓝色 C．上衣呈白色，裙子呈黑色 D．上衣呈红色，裙子呈黑色 【答案】D 【解析】白色物体可以反射所有色光，其他颜色物体反射与其相同的色光。当红色灯光照在白色上衣上时，白色上衣反射红色光，即看上去是红色；当红色灯光照在蓝色裙子上时，蓝色裙子将红色光吸收，没有色光反射，即看上去是黑色的。 故选D。 5．一束太阳光通过三棱镜折射后被分解，在光屏上AB范围内形成一条彩色光带，如图所示，这种现象叫做光的_________；在AB彩色光带中，B为_________色光；A光外侧有一种看不见的光，它具有很强的_______效应。电视机和计算机显示器能呈现彩色图像，是应用了红、_______、蓝三种色光混合的原理。 【答案】 色散 紫 热 绿 【解析】[1]当太阳光经过三棱镜后，会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，这是光的色散现象。 [2]三棱镜对红光的偏折能力最弱，对紫光的偏折能力最强，故在AB彩色光带中，A为红色光，B为紫色光。 [3]A为红色光，在红光之外的辐射叫做红外线，红外线有很强的热效应。 [4]光的三原色为红、绿、蓝，这三种色光能够合成出自然界绝大多数色光来。电视机和计算机显示器上出现的彩色画面，是由红、绿、蓝色光混合而成的。 6．某智能手环。手环屏幕能显示的多彩影像是由红、___________、蓝三种色光混合而成的，三种色光混合形成___________，屏幕在阳光的照射下有些刺眼，是因为发生了___________反射。 【答案】 绿 白光 镜面 【解析】[1][2]光的三原色为红、绿、蓝，手环屏幕能显示的多彩影像是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，三种色光混合形成白光。 [3]屏幕在阳光的照射下有些刺眼，是因为阳光在屏幕上发生了镜面反射，反射光线集中射向了同一个方向。 7．如图所示是舞台上的聚光灯，当一个聚光灯头从图中所示方向照向舞台时，发现地面只有一个圆形的亮区，这是因为______，当红色的聚光灯照在穿白色裙子的表演者身上时，裙子看起来是______（选填“红色”、“白色”或“黑色”）的，这是因为白色裙子可以______红光。 【答案】 光在同种均匀介质中沿直线传播 红色 反射 【解析】[1]舞台上的聚光灯，当一个聚光灯头从图中所示方向照向舞台时，因为光在同种均匀介质中沿直线传播，因此地面只有一个圆形的亮区。 [2][3]红光照在白色裙子上，白色物体能反射各种色光，白裙子反射的红光进入观众的眼中，所以观众看到裙子就是红色的。 8．夏季的雨后，天上通常会出现一道美丽的彩虹。我们通常看到的太阳光是白光，那彩虹是怎样产生的呢？小明想弄清其中的秘密。他按照老师的提示组装如图所示的装置。果然在光屏上出现了彩色光带跟天上的彩虹一样。他得到了如下结论： （1）太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫___________现象；实验中如果彩色光带较亮，而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩，那么你应适当___________（选项“增大”或“减小”）光屏与三棱镜间的距离； （2）若在三棱镜和光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃板，光屏上呈现的光的颜色为___________色； （3）如果没有三棱镜，如图在水槽中斜插一块平面镜，让太阳光斜射到平面镜上，适当调整平面镜的位置、角度，可以在墙壁上看到彩色的光带，用手指轻轻搅动水槽中的水，你又会看到彩色光带___________（消失或不消失）的现象。 【答案】（1）色散 增大；（2）蓝；（3）消失 【解析】（1）[1]太阳光通过三棱镜分解成各种颜色的光，这是光的色散现象。 [2]如果彩色光带较亮，分辨不清色彩，说明各种颜色的光重叠较多，应该增大光屏与三棱镜间的距离，让色散后的光带展开得更宽，颜色更分明。 （2）蓝色玻璃板只允许蓝光透过，吸收其他颜色的光，所以光屏上呈现蓝色。 （3）由于搅动造成水面不稳定，色散后的单色光在墙壁上的位置不固定，并且相互重叠，因此人眼看到的彩色光带会消失，重新混合成近似白光的效果。 9．如图所示，一束太阳光通过三棱镜射到光屏上。 （1）光屏上形成一条彩色的光带，范围为ab，位于光屏a点处的色光颜色为_______ （选填“红”或“紫”）色； （2）请你举一个与此实验现象原理相同的例子：_______； （3）若三棱镜摔坏了后，截面变成“”，________（选填“能”或“不能”）完成以上实验； （4）小雨想继续验证红光是单色光还是复色光，请你选择一个合理的方案：________（选填“A”或“B”）。 A．在三棱镜之前放一张红色透明塑料纸，让太阳光通过塑料纸，再照射到三棱镜上 B．将透明的三棱镜换成红色玻璃制成的三棱镜 【答案】（1）紫；（2）彩虹；（3）能；（4）A 【解析】（1）三棱镜对红光的偏折能力弱，对紫光的偏折能力强，所以a处为紫光。 （2）雨后的彩虹就是光的色散现象。 （3） 若三棱镜摔坏了后，截面变成“”，棱镜的折射能力不变，仍然能完成以上实验。 （4）验证红光是单色光还是复色光，可以先在三棱镜前放一张红色透明塑料纸，用太阳光照射红色塑料纸，红色透明塑料纸只让红光透过，透光的红光再照射到三棱镜上，若发生色散则说明红光是复色光，若不发生色散则说明红光不是复色光，故选A。 10．请判断： 雨后空中残留着许多雨滴，在阳光的照耀下就有可能看到虹和霓，如图甲所示。虹是由阳光射入小水珠，经一次反射和两次折射而被分散为各色光形成的，光的传播路径在图乙中用实线表示。霓是由阳光射入小水珠，经两次反射和两次折射而被分散为各色光形成的，光的传播路径在图乙中用虚线表示。因霓比虹多一次反射，出射光比较弱，所以霓的光带色彩不如虹鲜明。 （1）判断霓在虹的上方还是下方。 （2）分别判断虹和霓的最外沿是红色还是紫色 【答案】（1）上方；（2）虹的最外沿为红色，霓的最外沿为紫色 【解析】（1）不同的色光经过水滴的折射和反射，在反射一次时，最终射出的红光偏转的角度比紫光偏转的角度更小，因此虹的红光在外侧，紫光在内侧，而由于霓比虹多了一次反射，导致其颜色排列与虹相反，即霓的颜色顺序是外紫内红。且多一次反射，能量便多一次损失，所以霓的色彩比虹要淡一些，由甲图可知，霓在虹的上方。 （2）由（1）可知，虹的红光在外侧，紫光在内侧，霓的紫光在外侧，红光在内侧，即虹的最外沿为红色，霓的最外沿为紫色。 板 书 设 计 第四节 光的色散 一、光的色散 1．现象：白光经三棱镜分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光 2．本质：光的折射，不同色光偏折程度不同（红光偏折最小，紫光最大） 3．结论：白光是复色光，由七种单色光组成 4．实例：彩虹、雾炮彩虹 二、色光混合 1．光的三原色：红、绿、蓝（RGB） 2．规律：三种色光按不同比例混合，可得到各种色光；三者混合为白光 3．应用：彩色屏幕 4．注意：色光混合≠颜料混合 三、物体的颜色 1．不透明物体：由反射的色光决定 白色：反射所有色光；黑色：吸收所有色光。 2．透明物体：由透过的色光决定 课 堂 小 结 作业布置 1. 基础作业：完成课后同步练习； 2. 实践作业：利用家中的三棱镜（或水槽、喷雾器），观察光的色散现象，记录现象； 3. 拓展任务：查阅资料，了解彩虹的不同类型与形成条件，撰写一段科普短文。 教学反思 亮点：本节课以雾炮洒水车的彩虹情境引入，贴近学生生活，快速激发探究兴趣；以演示实验与分组实验为核心，按照 “色散现象 — 本质分析 — 色光混合 — 物体颜色 — 生活应用” 的逻辑层层递进，让学生在观察与实验中建构规律；通过三原色实验、物体颜色的实例辨析，突破了 “色光与颜料混淆”“物体本身有颜色” 的认知误区；融入古代光学记载、生活应用与科学史，兼顾知识性、趣味性与文化性，充分体现了物理学科的育人价值。 不足：部分学生对 “不同色光折射程度不同” 的微观本质理解不深入，容易机械记忆 “红小紫大” 的结论；对色光混合与颜料混合的本质差异理解不深，容易混淆两类规律；对物体显色原理的应用不够熟练，复杂场景的分析能力有待提升。 改进：补充色散的微观原理解释，结合光的折射规律，通过不同色光的折射率差异，深化对偏折程度的理解；增加色光混合与颜料混合的对比实验，直观展示加色混合与减色混合的差异；补充更多生活中的色彩现象分析，通过变式训练提升学生的知识应用与综合辨析能力。 学科网（北京）股份有限公司2/2 学科网（北京）股份有限公司 $