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> 《光的色散》教学设计

一、教学目标

(一)知识与技能

1.通过观察自然和生活中的一些现象,了解光的色散现象,知道太阳光是由多种色光组成的。

2.知道色光的三原色,色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩。

3.初步了解太阳光谱和看不见的光,初步认识红外线和紫外线及其作用。

(二)过程与方法

1.通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。

2.探究色光的混合,获得有关知识,体验探究的过程和方法。

3.通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料,获得处理信息的方法。

(三)情感态度和价值观

1.通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的喜悦,乐于参加物理学习活动。

2.初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响,初步建立可持续发展的意识,有保护人类生存环境的意识。

二、教学重难点

光学是有用的,表现在它的知识渗透在社会生活的各个方面:光可以分解也可以合成,体现了唯物辩证法的思想;光学知识与电子技术相结合诞生了彩色电视机;光学知识与颜料混合的知识相结合展现出七彩的世界。本节教材尽量多地安排学生动手操作的实验活动,让学生亲身观察、体验,获得最直接、最生动的实验事实资料,感悟实验方法对物理学习的重要性,让学生在多种形式的学习活动中成长。

教学重点:光的色散现象、光的三原色。

教学难点:光的色散演示实验、光的三原色的混合实验演示。

三、教学策略

学生在日常生活中见到过各种颜色,而对彩虹类的现象见之不多,对其成因较难理解。通过小组实验、讨论、交流,知道有复色光与单色光的区别,并尝试解释彩虹形成的原因,体会三原色组合应用,了解看不见的光。看不见的光,其内容抽象,在理解方面难度较大,找准切入点是关键。本课采用先从生活入手,抓住生活中常见的现象,从而让学生探究其特征和原因,进而再回到生活中寻找实际应用。在探究过程中,让学生领略到光学的巨大魅力,感悟自然现象的多样性和自然规律之间和谐完美的统一,培养他们理性的逻辑思维能力和辩证的判断能力。

四、教学资源准备

多媒体课件,发出紫色光的激光灯,三棱镜,白纸,手电筒,红色、绿色和蓝色塑料片,平面镜,水空气清洗剂等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课(5分钟)

播放有关彩虹的图片。问:你见过“雨后彩虹”吗?关于彩虹请大家提出你最感兴趣的问题?

老师:彩虹是大自然的杰作,其实大家也可以制造彩虹,下面的这些方法请大家选择一个进行实验。

方案一:用一块三棱镜对着太阳光,用白纸在另一侧作光屏,可以观察到白纸上出现几种颜色的光。

方案二:在盘子里装上水,盘边斜放一个平面镜,使太阳光照射在平面镜上,并通过平面镜反射到白色墙壁上,观察墙壁上反射光的颜色。

方案三:使用浇花的喷壶,或用灌装的空气清洗剂对着太阳光将水喷成雾状。就会在水雾中看到一道美丽的人造彩虹。

方案四:将一杯清水放在被阳光照射的窗台上,再把一张白纸铺在杯子下面,慢慢调整水杯与白纸的位置,使阳光能透过水杯照射到白纸上。这时就会发现在白纸上出现了彩色的光带(如图1)。

1

学生:可能的发现或提出的问题:彩虹是七色的,很美,它是怎样形成的?彩虹为什么总是在雨后出现?彩虹为什么会消失?等等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生进行实验,描述出现的现象。

以魔术的手法,让学生亲自体验神奇的现象,激发学习兴趣,引出物理问题,体现从生活到物理的课程理念。

新课教学(30分钟)

一、光的色散

17世纪以前,人们一直认为白光是最单纯的颜色。直到1666年,英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散,这才解开了光的颜色之谜。

牛顿是怎样让太阳光色散的呢?

教师演示:让一束太阳光照射到三棱镜上,另一边用白纸承接,引导学生认真观察,太阳光通过三棱镜后发生了什么?将白纸再放在三棱镜前方,能看到彩色光带吗?

在黑板上画示意图,播放色散图片。

结论:

让一束太阳光照射到三棱镜上,会被分解成各种颜色的光,如果用一个白色的光屏来承接,在白色光屏上就形成了一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

我们把白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种颜色的现象叫做光的色散。色散现象表明太阳光(或白光)是由多种颜色的混合而成的。

教师指出:白光进入棱镜后,由于三棱镜对各种色光折射程度不同,各种色光的传播方向有不同程度的偏折,因而在离开棱镜时就各自分散,将颜色按一定顺序排列形成彩色光带。

思考:根据光路可逆原理,被分解出来的七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜,将会出现什么现象呢?

雨后的彩虹就是由色散现象引起的。雨后,天空有很多小水滴,水滴相当于三棱镜,太阳光经水滴后也会发生色散,所以我们在刚下过雨后有太阳出来时会看到彩虹。如果时间久了,小水滴蒸发了,相当于三棱镜没了,便看不到彩虹了。

前面实验中,喷雾、喷空气清洗剂能形成彩虹,道理与此相似。

 

 

 

 

 

 

 

学生交流并回答:太阳光通过三棱镜后,白纸上就出现了一条彩色的光带。将白纸再放在三棱镜前方,只能看到白光,不能看到彩色光带。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生交流并回答:七种色光如果逆着原来出射的方向入射到三棱镜,会复合成白光。

 

 

 

 

 

 

 

通过白纸放在三棱镜前后实验现象的对比,更容易让学生理解色散现象说明的问题。

 

 

 

 

 

 

 

可逆原理进一步得到巩固和运用。

 

 

 

 

 

 

从生活走向物理,用物理知识来解释生活中的现象,从而将生活和物理紧密地联系起来。

二、色光的混合

用手中的放大镜,观察彩色电视画面上的各色光条,可以发现,电视屏幕上显现出的丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝三色光条合成的。(此实验可以安排课前学生在家中完成)

人们发现,红、绿、蓝三色光混合能产生各种色彩,因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。

学生实验:分别用不同颜色的透明胶片挡在两只手电筒前面,观察它们射出的光在白墙或白纸上重叠部分的颜色。

设计表格,并将你的发现记录在表格中。

 

红光

绿光

蓝光

红光

红光

 

 

绿光

 

绿光

 

蓝光

 

 

蓝光

结论:把红、绿、蓝三种色光混合能产生各种色彩。因此把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。

彩色电视机的制成原理。电视屏幕上显现出的画面,有丰富多彩的颜色,都是由红、绿、蓝三种色光合成的。

 

 

 

学生进行实验。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生进行实验,不必死记三原色光合成的结果。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

让学生在探究中去认识几种单色光合成的效果,在实验中获得感性认识。

 

 

 

 

通过电视画面颜色的合成知识,体现物理知识的应用价值,增强学生学习兴趣。

三、看不见的光

1.光谱

三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光,把它们按这个顺序排列起来,就是光谱。

太阳光能使物体发热。在光的色散实验中,我们知道太阳光可以分解为各种色光。猜猜哪种色光的发热本领大?用温度计测一测,注意以下几点效果会明显:

1)温度计的玻璃泡涂黑,因为黑色物体吸收各种光,温度升高明显。

2)温度计离三棱镜近一些。

3)根据玻璃泡在光屏上的影子确定所在位置。

问:不同区域温度计示数有什么变化情况?有什么不同?这些现象说明了什么道理?

人眼能感觉到特定频率范围内的光,即人眼能看到的光,称为可见光,人眼无法看见的光称为不可见光。

讲述:英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时,把温度计移到光谱的红光区域的外侧,结果温度上升得很快,说明那里有看不见的射线射到温度计上,于是发现了红外线。

德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片,结果底片感光了,于是紫外线被找了出来。

2.红外线的特点和应用

学生阅读教材,了解红外线的特点和主要应用有哪些。

一切物体都在不停地辐射红外线,温度越高的物体,辐射的红外线越强,利用这个特点的应用:人体生病时,局部皮肤的温度异常,如果在照相机里装上对红外线敏感的胶片,给皮肤拍照并与健康人的照片对比,有助于对疾病做出诊断。

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,人们根据这个原理制成了红外线夜视仪,可以用在步枪的瞄准器上。

一切物体都在不停地辐射红外线,其实也在不停地吸收红外线,吸收红外线后物体温度会上升,按照这个原理制成了红外线烘烤炉。

红外线还可用来进行遥控。如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,来实现电视机的遥控。

问题:把遥控器对准电视周围墙壁按按钮,有时也可以控制电视,说明什么?

3.紫外线的特点及应用

演示:红光外侧存在红外线,那么紫光外侧是否存在紫外线呢?(老师将用荧光笔写有“紫外线”字样的纸条展示给学生看)。你看见了什么?(一张白色的纸条)(将纸条放在色散实验的紫光外侧)你又看到了什么呢?还是一张白纸吗?(看见了纸上写的字是“紫外线”)。

原来紫外线能使荧光物质发光,钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记,在紫外线的照射下则会发出可见光,这是一种有效的防伪措施。

在医院有很多病菌,可是如果用消毒水来消毒,它成本高,又比较难闻。紫外线有化学作用,能杀死微生物,所以医院和食品店常用紫外线消毒。太阳光是天然紫外线的重要来源,衣服、被子经常在阳光下晾晒可以灭菌消毒。

适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D,促进身体对钙的吸收,对骨骼的生长和身体健康有好处,紫外线有生理作用。但过量的紫外线照射对人体有害。

教师指出:地球的周围包围着厚厚的大气层,阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收,不能到达地面,这才使地球上的生物得以生存。

近年来,臭氧层正在受到空调、冰箱里面放出的氟利昂等物质的破坏,臭氧层出现“空洞”。为了保护臭氧层,保护我们的家园,同学们有什么好的建议?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生回答:红光外侧温度升高最明显,紫光外侧温度升高最不明显。这说明红光外侧可能还有某种具有热效应的看不见的光。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生阅读并回答:红外线主要是热作用强。主要应用有:红外照相、红外线夜视仪、遥控器等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生交流回答:红外线也可以发生反射。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

停止生产氟利昂,研制出氟利昂的替代品,少用空调。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

对学生进行科学史教育,了解科学家的智慧和研究的方法。

 

 

 

 

 

 

 

 

了解红外线的特点及其在生活中主要应用,体现物理是有用的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

了解紫外线的特点及其在生活中主要应用,体现物理知识的应用价值。

 

 

 

 

 

通过学习,让学生意识到保护臭氧层的重要性,并用实际行动来保护环境。

 

课堂小结(5分钟)

通过这节课你学到了什么?学生回答或与同学们进行交流,老师恰当总结。

梳理本节课知识内容,把自己所学到的知识与老师同学交流,最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。

 

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