光的色散【教學(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)與技能（1）了解光的色散現(xiàn)象。知道白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成。（2）知道光的混合，光的三基色是“紅、綠、藍(lán)”。（3）知道透明物體只透過(guò)相同顏色的光，不透明的物體只反射相同顏色的光。2.過(guò)程與方法（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、觀察光的色散現(xiàn)象，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)是研究物理問(wèn)題的重要方法。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究色光的混合，獲得相關(guān)知識(shí)，體驗(yàn)探究的過(guò)程和方法。（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究物體的顏色，觀察、歸納相關(guān)規(guī)律。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)體驗(yàn)和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神。（2）通過(guò)探究活動(dòng)，獲得成功的快樂，也培養(yǎng)了學(xué)生合作與交流的意識(shí)和能力。（3）類比色光混和多頻率的聲音，樹立自然界中事物多樣性和統(tǒng)一性的辯證觀點(diǎn)。【教學(xué)重點(diǎn)】光的色散、物體的顏色。【教學(xué)難點(diǎn)】 光的色散、色光混合的實(shí)驗(yàn)探究、物體的顏色。【教學(xué)方法】 講授法、觀察法、實(shí)驗(yàn)探究法。【教學(xué)準(zhǔn)備】1.自制教具：水三棱鏡、光的色散實(shí)驗(yàn)儀、水霧旋轉(zhuǎn)光的混合演示儀、多功能鐵架臺(tái)（演示色散用）、物體的顏色演示箱、顏色分揀機(jī)器人、紅外無(wú)障礙玩具車等。2.演示教具：投影儀、三棱鏡（2只）、水三棱鏡、平面鏡（3個(gè)）、光混合演示儀、紅綠藍(lán)三種色光手電筒、激光筆、多功能鐵架臺(tái)、物體的顏色演示箱、顏色分揀機(jī)器人、紅外無(wú)障礙玩具車等。3.學(xué)生器材：自制光的色散實(shí)驗(yàn)儀（20組）、三基色合成實(shí)驗(yàn)儀（20套）；各種顏色的透光片、白光手電筒、平板電腦等人手一份。4.網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：福建省教育資源網(wǎng)，“家校幫”、“教學(xué)助手”、“移動(dòng)課堂”和各APP軟件等。【教學(xué)過(guò)程】一、引入新課同學(xué)們，老師給大家?guī)?lái)一個(gè)智能機(jī)器，它就是“顏色分揀機(jī)器人”，想不想讓它露一手呢？這里有紅綠藍(lán)三種模塊，隨機(jī)選擇一種模塊，進(jìn)行分揀展示，這也是老師在咱們學(xué)校機(jī)器人工作室的習(xí)作。同學(xué)們，人工智能是一個(gè)系統(tǒng)工程，但它離不開基礎(chǔ)教育，更離不開基本知識(shí)，本節(jié)課我們就從相關(guān)的色光和顏色的基本知識(shí)進(jìn)行講解吧！二、新課教學(xué)（一）光的色散我們就從天天見到的白光說(shuō)起，太陽(yáng)光是白光，日光燈發(fā)出的光也是白光。可是，白光的本質(zhì)是什么呢？白光是不是純凈的單色光呢？早在350年前的牛頓和笛卡爾兩人就為此爭(zhēng)論得如火如荼。于是，牛頓做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。他在暗室里的墻壁上挖了一個(gè)小孔，讓一束白光射入三棱鏡。一個(gè)橫截面為三角形的玻璃制品，我們把它稱為三棱鏡的光學(xué)儀器。它的光路圖如何？請(qǐng)大家完成課堂活動(dòng)記錄單第1題，復(fù)習(xí)上節(jié)課我們學(xué)習(xí)“光的折射”光路圖，完成后拍照上傳。學(xué)生活動(dòng)1完成三棱鏡光路圖。檢查上傳的作業(yè)，由圖可知，如果白光是純凈的，經(jīng)過(guò)三棱鏡兩次折射后，也應(yīng)該是白光。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)每個(gè)小組利用桌上的這套自制器材（如圖1），打開手電筒，讓白光對(duì)準(zhǔn)狹縫，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)手電筒，調(diào)整合適的角度，合適的距離，觀察現(xiàn)象并記錄。請(qǐng)開始做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生活動(dòng)2 光的色散。請(qǐng)耐心嘗試，細(xì)致觀察，哪怕發(fā)現(xiàn)一丁點(diǎn)彩色也算實(shí)驗(yàn)成功，拍照上傳。實(shí)驗(yàn)的事實(shí)是白光變成彩色的光。由此說(shuō)明了，白光不是單純的光，可是笛卡爾卻不這么認(rèn)為，他還是堅(jiān)持白光是最純潔的，是光的本色，那些通過(guò)三棱鏡后的色光只是光的變種。如果你是牛頓，那你接下來(lái)將怎樣證明呢？教師演示1 后來(lái)，牛頓再做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)（如圖2），他讓經(jīng)過(guò)三棱鏡分解后的某一色光再經(jīng)過(guò)第二個(gè)三棱鏡，若該色光不再分解，說(shuō)明它是單色光。牛頓接著做了第三個(gè)實(shí)驗(yàn)，他把分解出來(lái)的所有色光再統(tǒng)統(tǒng)經(jīng)過(guò)第二個(gè)三棱鏡，如果又變成一束白光，那說(shuō)明白光就是復(fù)色光。牛頓的科學(xué)態(tài)度和方法很值得我們學(xué)習(xí)，是牛頓第一次用邏輯關(guān)系嚴(yán)密的三個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，讓人們無(wú)可辯駁地，確信白光就是復(fù)色光。白光分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光的現(xiàn)象稱為光的色散現(xiàn)象。視頻水霧環(huán)境下太陽(yáng)光的色散（圖3）。是不是只有玻璃三棱鏡才可以發(fā)生光的色散呢？教師演示2水三棱鏡（圖4）色散實(shí)驗(yàn)。這說(shuō)明了白光不僅僅是通過(guò)玻璃三棱鏡才可以發(fā)生色散，通過(guò)水三棱鏡也可以發(fā)生光的色散現(xiàn)象。講到水三棱鏡，聯(lián)想到小水滴，你就會(huì)聯(lián)系到哪種自然現(xiàn)象呢？彩虹，那誰(shuí)能試著解釋一下，彩虹是怎樣產(chǎn)生的呢？通常情況，怎樣才能見到彩虹呢？學(xué)生活動(dòng)3利用信息化平臺(tái)，隨機(jī)挑人，觀看消聲動(dòng)畫同步解釋。視頻彩虹是怎樣產(chǎn)生的（動(dòng)畫）。彩虹是太陽(yáng)光傳播中被懸浮在空氣中的小水滴色散而產(chǎn)生的，如果這些色光剛好進(jìn)入我們的眼睛，就可以看到彩虹了。（二）光的混合剛才我們發(fā)現(xiàn)，白光通過(guò)三棱鏡分解為七色光，再經(jīng)過(guò)另一個(gè)三棱鏡后，七色光又可以復(fù)合成白光，這種現(xiàn)象我們稱為光的混合。那么，各種色光的混合又有什么規(guī)律呢？讓我們也一起來(lái)探究一下吧！學(xué)生活動(dòng)4光的混合。每?jī)蓚€(gè)人一小組，利用桌上組裝好的“三基色合成實(shí)驗(yàn)儀”。只打開紅光和綠光按鈕，觀察現(xiàn)象并記錄。再依次打開紅光和藍(lán)光、藍(lán)光和綠光、紅光藍(lán)光綠光按鈕，觀察現(xiàn)象并填寫在記錄單的表格中，拍照上傳。教師演示3光的混合（圖5）。1.在黑色背景的幻燈片中，依次畫上紅、綠、藍(lán)三個(gè)圓，通過(guò)投影儀和平面鏡投射在白紙上，調(diào)節(jié)平面鏡的角度，進(jìn)行兩種或三種色光的混合。強(qiáng)度相同的色光組合，引起的視覺可以用下面公式表示：紅綠黃，紅藍(lán)紫，藍(lán)綠靛，紅綠藍(lán)白。2.用紅綠藍(lán)三種色光手電筒發(fā)出的色光進(jìn)行混合。改變不同色光的強(qiáng)度可以獲得不同色光，即改變不同色光的比例，可以獲得各種色光。3.利用自制的水霧旋轉(zhuǎn)效果的光混合演示儀，展示舞臺(tái)色光渲染效果。學(xué)生活動(dòng)5學(xué)生評(píng)論，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)“彈幕”反饋，學(xué)生很震憾！是牛頓經(jīng)過(guò)紛繁的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，最后得出了一個(gè)結(jié)論：七種色光中只有紅、綠、藍(lán)三種色光無(wú)法被分。人們還發(fā)現(xiàn)，用紅、綠、藍(lán)三種色光可以混合成各種色光，而紅、綠、藍(lán)三種色光是無(wú)法用其它顏色的光混合而成。因此，紅、綠、藍(lán)則被稱為“光的三基色”電視機(jī)屏幕上為什么會(huì)出現(xiàn)那么豐富圖像呢？根據(jù)三基色混合的道理，我們也就懂得彩色電視機(jī)的原理。同學(xué)們回去可以用一個(gè)放大鏡近距離的觀察彩色電視，看能觀察到什么現(xiàn)象。光的三基色混合道理和大多數(shù)聲音一樣也是由多頻率組成的。這一事實(shí)再次證明了自然界中事物多樣性和統(tǒng)一性的辯證觀點(diǎn)。（三）物體的顏色三基色可以混合成各種色光，但物體多數(shù)不是光源，那么它們?yōu)槭裁磿?huì)有各種顏色呢？自然界的物體通常有透明和不透明兩大類。1.透明物體的顏色學(xué)生活動(dòng)6白光照射不同顏色的透明玻璃，觀察透過(guò)的顏色。請(qǐng)大家拿上白光手電筒和各種顏色的透明玻璃紙，嘗試著讓白光打在各種顏色的透明玻璃紙上，讓現(xiàn)象呈現(xiàn)在天花板上。并回答：紅色玻璃紙能通過(guò)紅光；綠色玻璃紙能通過(guò)綠光；藍(lán)色玻璃紙能通過(guò)藍(lán)光。拓展：你怎么獲得不同顏色的？不同顏色的光照射在彩色玻璃上有什么現(xiàn)象？可利用剛才的實(shí)驗(yàn)獲得，也可只打開三基色合成儀的某一色光，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生活動(dòng)7透過(guò)不同顏色的透明玻璃，觀察物體顏色。請(qǐng)大家拿上各種顏色的玻璃片，透過(guò)透明玻璃，觀察周圍物體。并回答：透過(guò)紅色玻璃紙看物體，物體呈現(xiàn)紅色；透過(guò)綠色玻璃紙看物體，物體呈現(xiàn)綠色；透過(guò)藍(lán)色玻璃紙看物體，物體呈現(xiàn)藍(lán)色。結(jié)論：透明物體的顏色由它透過(guò)的色光決定。2.不透明物體的顏色我們?yōu)槭裁纯梢钥吹竭@個(gè)紅色的箱子？因?yàn)榘坠庹丈涞较渥由希瓷涞募t光線進(jìn)入我們的眼睛，所以我們可以看到紅色的箱子。我們看到的是紅色箱子，說(shuō)明它只能反射紅光，那么其它顏色的光呢？其它顏色的光被吸收了。教師演示4（1）我們把紅色的西紅柿和綠色的青椒放入黑箱內(nèi)，在箱上方開個(gè)小孔，用手機(jī)錄像，白板屏幕展示，為什么拍攝不到黑箱內(nèi)的西紅柿和青椒呢？因?yàn)橄鋬?nèi)沒有光線進(jìn)入攝像機(jī)鏡頭。（2）分別打開黑箱中的紅、綠、藍(lán)三種色光手電筒，通過(guò)攝像在屏幕上觀察現(xiàn)象。只打開紅光，青椒是黑色的，西紅柿更鮮艷了。只打開綠光，西紅柿是黑色的，青椒更鮮艷了。只打開藍(lán)光，西紅柿、青椒都是黑色的。只打開白光，紅色的西紅柿是紅色的，綠色的青椒是綠色的。結(jié)論：不透明物體只反射與它顏色相同的光。（3）分別打開紅、綠、藍(lán)三種色光射在黑箱內(nèi)的白紙上。白紙能呈現(xiàn)各種色光。（4）分別打開紅、綠、藍(lán)三種色光射在黑箱內(nèi)的黑紙上。黑紙總是黑色的。黑色吸收所有光，黑色不反射光線。（5）取出箱內(nèi)綠色的青椒，在教室中用紅光照青椒，為什么不是黑色的？因?yàn)榻淌抑杏邪坠狻W(xué)生活動(dòng)8思考白色陽(yáng)光下的世界為什么是彩色的世界？因?yàn)榘坠庥筛鞣N色光組合而成。不透明物體反射和自身顏色相同的色光，吸收其他色光；透明物體能透過(guò)和自身顏色相同的色光，吸收其他色光。可見，物體的顏色由它反射或透過(guò)的色光決定。學(xué)生活動(dòng)9檢測(cè)是否色盲。是不是所有人都能看到各種各樣的顏色呢？請(qǐng)看屏幕上的3個(gè)圖案，辨別圖樣，檢測(cè)你的眼睛對(duì)顏色的感知能力。最后，回到課前給大家展示的“顏色分揀機(jī)器人”，請(qǐng)利用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)回答它的工作原理？它能感受到反射給它的各種顏色的光，也就能夠辨別各種物體的不同顏色，因此能把各種顏色的物體進(jìn)行分類。教師再展示“紅外無(wú)障礙玩具車”習(xí)作，指引學(xué)生進(jìn)一步去探索不可見光的奧秘！【課堂小結(jié)】本節(jié)你有什么收獲？【課堂練習(xí)】利用信息化平臺(tái)，在線檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)掌握情況，適當(dāng)點(diǎn)評(píng)。【課后作業(yè)】校本練習(xí)。【板書設(shè)計(jì)】 光的色散一、光的色散白光分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光的現(xiàn)象。2、 光的混合光的三基色：紅、綠、藍(lán)三、物體的顏色1.透明物體：只反射相同顏色的光2.不透明物體：只透過(guò)相同顏色的光【教學(xué)反思】教師課后完成