4.5光的色散

教学目标：
1、知识与技能
（1）初步了解光的色散现象，知道光谱、单色光、复色光、三原色光等概念；
（2）初步了解物体的颜色是由什么决定的，解释简单的有关物体的颜色现象；
（3）确定红外线、紫外线的存在，了解它们的性质。
（4）了解红外线、紫外线在生活、生产、军事、高科技领域等的应用。
2、能力与方法
（1）了解实验是研究物理问题的重要方法，培养学生初步的观察分析、实验能力，渗透通过实验总结物理规律的方法；
（2）通过小组实验、观察、讨论活动，能归纳决定的物体的颜色主要规律；
（3）学生能根据实验目的、步骤和要求，使用给定的实验器材，完成较简单的实验任务；会写简单的实验报告。
3、情感、态度与价值
（1）通过主动参与学习活动，初步形成对自然现象的好奇心、对物理学习的兴趣和亲和感；
（2）养成主动关注周围世界，乐于思考和想象的学习习惯；
（3）形成乐于交流、善于合作的团队意识。
教学重点：光的色散现象
教学难点：物体的颜色
教学准备：
演示实验仪器：较强的手电筒，三棱镜，屏幕；
小组实验仪器：三个光比较强的手电筒，实验报告纸。（4人/组）
教学流程：

设计思路：
这节内容与生活联系非常紧密，取自上海教育出版社出版的8年级实验教材。《光的色散》是在学习了光的传播、光的反射和折射的基础进行学习的，教学内容为：光的色散、颜色。本节教材的教学意图是将物理知识融于观察实验中，但由于本节内容是属于知道级的教学内容，只安排了一教时，故在教学中，教师通过演示光的色散现象，让学生观察实验现象，归纳色散现象。探究“颜色之谜”系列活动内容丰富、充实，实验新颖，饶有趣味，教师通过提供实验报告，适当引导，而在实验报告中，又让学生的个性得以发展。让学生在自由的气氛中自主愉快地学习，培养动手技能、实验观察、知识探究的能力，归纳物体“颜色之谜”。初步形成“在做中学，在学中做”以及对自然现象的好奇心、对物理学习的兴趣。
教学过程
情景引入：
(教师描述)：在太阳光下，我们可以看到五光十色的各种物体。然而，在漆黑无光、伸手不见五指的黑暗场所里，我们却什么也看不见。如果有灯光的照射，则光照到哪里，我们就能看到那里的物体及其色彩。这一现象证明了一条什么规律？
(引导归纳)：有光才有色，没有光就没有色。
(教师设问)：为什么我们周围的物体会呈现出各种各样的颜色？今天让我们一起来揭开这光色之迷。
新课教学：
一、色散
光的色散现象：
(教师演示)：在暗室中将一束白光透过三棱镜折射后，调整角度，将光谱再现与屏幕上。


(教师提问)：看到了什么现象？
(学生描述)：白光透过三棱镜，会分解成许多不同颜色的光。
(教师引导)：我们把这种现象称之为光的色散。请同学根据光的色散原理图归纳什么是光的色散？
(学生归纳)：白光透过三棱镜，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列的彩色光带的现象称之为光的色散。
(归纳板书)：光的色散现象
把红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列的彩色光带，称之为光谱。
二、色光的混合
单色光、复色光：
(教师演示)：
（1）将一束红光透过三棱镜后的光，调整角度，再现与屏幕上；
（2）将一束绿光透过三棱镜后的光，调整角度，再现与屏幕上。
请同学根据光透过三棱镜后出现的现象，归纳白光与色光的区别。
(学生归纳)：白光透过三棱镜，会分解成许多不同颜色的光。色光透过三棱镜后不能再色散。
(引导归纳)：我们把透过三棱镜后不能再色散的光称之为单色光。
由几种单色光合成的光称之为复色光。白光是一种复色光。
色光的混合
光的三原色。
(学生实验)：（3）将有顏色的玻璃紙包在手电筒上，我们看到的光的顏色就是玻璃纸的顏色。如果我们将红、绿、蓝不同顏色的光按下图组合，我可以看到顏色？

/

(讨论分析)：红光、绿光组合成；红光、蓝光组合成；红光、绿光、蓝光组合成。
(教师授课)：红、绿、蓝光按不同的比例组合，会引起不同颜色的感觉，我们把红、绿、蓝光称为三原色光。在自然界中红、绿、蓝三种颜色的光是无法用其他颜色的关混合而成的。
三、看不见的光
4.红外线
/
师：这是一种什么光呢？
　　师：怎样证明这种光是激光还是红外线或是其他的光呢？
　　演示：用空气清香喷雾器对着红外线演示仪的红外线处喷射，果然看不见光。
　　师：说明这里的光线并不是前面所学的光线，那么，这种看不见的光是什么光呢？而人们又是怎样发现这种看不见的光线呢？
　　师介绍：英国物理学家赫谢耳（1738－1822）在1800年做了这样一个实验，把暗室中唯一的窗户用木板堵住，然后在板上开了一个矩形的孔，孔中正好装上分光棱镜，于是得到了一组彩色的光带。
　　师演示：用幻灯机演示光的色散实验。
　　播放多媒体展示：光谱和声音的频率图。
　　通过多媒体展示，说明光谱，并类比于人耳可听到的声音只占声的一部分，说明人眼可看见的光也同样只是光谱中的一部分，从而引出红外线和紫外线。
　　师介绍：赫谢耳为了研究光谱里的各种色光的热效应，用温度计去测量各光带中不同色光的温度时，他发现有一区域的温度特别高，同学们能猜猜是哪一区域吗？
　　师：他发现一个奇怪的现象，温度最高的温区，总是位于光带最边缘处的红光外面。多次反复实验，都是这样。这就是人类首次发现红外线的过程。红外线的发现标志着人类对自然界认识的又一个飞跃。显然，红外线最突出的性质就是热作用强；另外，红外线穿透云雾烟尘的能力也特别强，且一切物体都在不停地（不分昼夜）发射和吸收红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。随着对红外线的不断探索与研究，已形成红外技术这个专门学科领域。请同学们根据红外线的特征，拿出课前准备的资料，共同讨论和交流，红外线在生活、生产以及军事中能有哪些方面的应用？
　　多媒体展示并介绍：
　　1．媒体展示：出生7个月的女婴在登机前接受便携式体温测量计的检查。
　　师介绍：“五一”期间，国内最先进的红外线测温热像仪和便携式红外线体温测量计在重庆江北国际机场投入使用，受测人员不必与测温仪器接触，一秒钟便可以直接显示出测温结果，不仅安全卫生，而且大大加快了机场进出港人员的客流速度。
　　2．媒体展示：红外线夜视仪。
　　3．媒体展示：在红外线夜视仪的观察下，所有的伪装都失效。红外线夜视仪在军事上有着重要的应用。
　　4．媒体展示：红外摄像仪。
　　5．媒体展示：暗箱中的钥匙在红外线照相机下清楚可见。
　　6．媒体展示红外遥感：通过卫星拍摄到的大兴安岭火灾的照片。
　　7．电视机的遥控器。
　　8．媒体展示：美F／A－22“猛禽”成功试射响尾蛇导弹。
　　介绍：美国《每日航宇》12月9日报道，美洛克希德·马丁公司和美空军F／A－22型机测试小组于11月22日成功发射一枚未填装弹药的AIM－9M型导弹，击中了一架超音速QF－4无人靶机。
5.紫外线
　　介绍：德国物理学家里特（1776－1810）在1802年发现，在光谱的紫光区域的外测也存在着看不见的射线，这就是紫外线。紫外线的主要特点是化学作用强，用紫外线照相能区分出物质间的细微差别，例如能清晰地分辨出留在纸上的指纹。紫外线有很强的荧光效应，这个效应有许多应用。日光灯就是用紫外线来激发荧光物质发光的。
　　演示：用紫外线验钞笔，来辨认两张百元钞票的真假。
　　展示：用紫外线照相的相片。
　　紫外线还有杀菌消菌作用，医院里常用紫外线来消毒病房和手术室。
　　适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，紫外线还能促进生理作用和治疗皮肤病、软骨病等。经常在矿井下劳动的工人，适当地照射紫外线，能促进身体健康。但过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤。多媒体展示：
　　1．媒体展示：银行用的验钞机。
　　2．媒体展示：紫外线消毒柜。
　　3．媒体展示：电焊工人在电焊时，穿好工作服，带上防护面罩。
　　4．媒体展示紫外线指数：
　　0一2　最弱　安全可以不采取防护措施。
　　3一4　弱　正常外出戴防护帽或太阳镜
　　5－6　中等　注意除戴防护帽和太阳镜外，涂擦防晒霜（防晒霜SPF指数＞15）
　　7－9　较强　在上午十点至下午四点时段避免外出活动，外出时应尽可能在遮荫处
　　＞10　很强　有害尽量不外出，必须外出时，要采取一定的防护措施。
　　5．播放一段本地的天气预报中有关紫外线指数的片断。
　　6．动画播放：被称之为“地球的保护伞”──臭氧层。
　　师介绍《蒙特利尔议定书》，并进行有关环境保护方面的情感教育。
　　7．媒体展示最新消息：美国宇航局（NASA）科学家近日发表一份报告，称他们在南极洲上空观测到一个规模巨大的臭氧层空洞，面积达到2830万平方公里，相当于美国领土面积的3倍。这是迄今观测到的最大的臭氧层空洞，也是南极洲上空臭氧层严重受损的征兆。它是因人类使用像含氯氟烃这类化学药品而导致保护。
　　地球的臭气严重受损而引起的。
　　最后，请同学们观看影片《偷天陷阱》中的一个片断。并回答：
　　1．影片中小偷用的一个仪器是什么仪器？（答案为红外摄像仪）
　　2．博物馆中错综复杂的防盗光线是激光还是红外线？（答案为激光）。
　　学生七嘴八舌，有的说是激光，有的说是红外线，众说纷纭。
　　学生：“用喷雾器（空气清香喷雾器）来喷喷看。”
　　学生：“这种光不是激光。”
　　［说明：由于，在前面学习光线时，学生已经能够设计出在空气中用喷雾器看到一般光线的传播路径，所以，此处的设计安排能较好地激发学生的灵感。」
　　学生首先猜的是红色，而后是紫……
　　学生讨论并交流：
　　利用红外线的热效应，可以来加热物体、烘干油漆和谷物等，如在家庭中用的红外线食品烤箱来烘烤食品，在医院中用红外线烘干物体等；
　　由于一切物体都在不停地（不分昼夜）发射和吸收红外线，可以不分白天和黑夜进行红外线拍摄，不必受限于其他光线，而且从照片上能分辨出普通照片不易看清的情况，且可以实现远距离的拍摄，这种技术叫做红外线遥感；利用红外线遥感技术，可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成、预报台风寒潮等；遥感技术在现代军事上也有很多重要的用途。
　　同学们讨论：紫外线的危害以及在生活中有哪些防止紫外线的措施。
　　有的学生介绍：太阳镜、太阳伞、防晒霜、玻璃等物品。
　　有的学生介绍：需关注天气预报中的紫外线指数。
　　有的学生课件介绍：为什么登山运动员都要戴一副墨镜。
　　高山上阳光辐射特别强烈，紫外线和红外线随之而增加。眼睛是人体最灵敏的感光器官，强烈的紫外线和红外线照射在眼睛的视网膜上，能灼伤视网膜的视觉细胞，引起视力减退，严重的甚至会造成完全失明，医学上把这种现象叫做雪盲。
　　有的学生课件介绍：山上有防紫外线的帐篷。
　　有的学生课件介绍：强烈的紫外线照射会损坏人和动物的免疫功能，诱发皮肤癌和白内障，会破坏地球上的生态系统。据报道，位于南极臭氧层边缘的智利南部已经出现了农作物受损和牧场的动物失明的情况。
　　给学生一定的时间讨论关于地球、环境与人类的话题。
　　这是一部精彩、经典的影片，学生都被吸引。提出的第一个问题，学生基本能回答，而第二个问题，则需学生动脑筋，注意观察影片中的一些细节，并根据前面设计区别红外线还是激光时的方法进行判断。

课堂小结： 教师引导学生交流归纳，请几个小组代表发言总结。
巩固反馈：
1、白光通过三棱镜折射后，发散成的顺序排列的彩色光带，我们把彩色光带称为光谱，这一现象称为。
2、不可见光主要是______________和____________。请详述它们的作用。

课后反思：
《光的色散》这节课时间较紧，学生在一堂课上掌握这么多知识，面面俱到确实有点难，值得庆幸的是学生比较喜欢这种轻松活泼的课堂气氛，这也算是我的一点成功之处吧。在学习过程中，学生积极主动，学习兴趣浓厚，参与能力强，动手能力也较强，并形成良好的合作学习氛围。在课堂中教师发挥主导、学生发挥主体的作用。如：从教师演示光的色散现象引导学生观察归纳现象。又如：通过提供实验报告引导学生探究之谜，不仅使学生根据实验目的、步骤和要求，使用给定的实验器材进行基本的实验，探究物体颜色的规律，而且在实验报告中，也尽可能发散学生的思维，注重学生个性、潜能的挖掘，采用半开放的表格形式让学生实验，使学生发挥着主体核心的作用得以发挥，从而使用学生在自主探索过程中获取所需的知识，养成各种能力。在教学过程中，力求改变原有的教学模式，崇尚探究式的教学方法。注重学生学习方式的改变，促使学生各种能力的培养 。使学生通过自身的体验和主动参与来完成学习，品尝成功的喜悦。