光的色散【教學目標】1.知識與技能（1）了解光的色散現象。知道白光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光組成。（2）知道光的混合，光的三基色是“紅、綠、藍”。（3）知道透明物體只透過相同顏色的光，不透明的物體只反射相同顏色的光。2.過程與方法（1）通過實驗探究、觀察光的色散現象，體驗實驗是研究物理問題的重要方法。（2）通過實驗探究色光的混合，獲得相關知識，體驗探究的過程和方法。（3）通過實驗探究物體的顏色，觀察、歸納相關規律。3.情感態度與價值觀（1）通過體驗和觀察實驗現象，培養學生實事求是的科學精神。（2）通過探究活動，獲得成功的快樂，也培養了學生合作與交流的意識和能力。（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一性的辯證觀點。【教學重點】光的色散、物體的顏色。【教學難點】 光的色散、色光混合的實驗探究、物體的顏色。【教學方法】 講授法、觀察法、實驗探究法。【教學準備】1.自制教具：水三棱鏡、光的色散實驗儀、水霧旋轉光的混合演示儀、多功能鐵架臺（演示色散用）、物體的顏色演示箱、顏色分揀機器人、紅外無障礙玩具車等。2.演示教具：投影儀、三棱鏡（2只）、水三棱鏡、平面鏡（3個）、光混合演示儀、紅綠藍三種色光手電筒、激光筆、多功能鐵架臺、物體的顏色演示箱、顏色分揀機器人、紅外無障礙玩具車等。3.學生器材：自制光的色散實驗儀（20組）、三基色合成實驗儀（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.網絡平臺：福建省教育資源網，“家校幫”、“教學助手”、“移動課堂”和各APP軟件等。【教學過程】一、引入新課同學們，老師給大家帶來一個智能機器，它就是“顏色分揀機器人”，想不想讓它露一手呢？這里有紅綠藍三種模塊，隨機選擇一種模塊，進行分揀展示，這也是老師在咱們學校機器人工作室的習作。同學們，人工智能是一個系統工程，但它離不開基礎教育，更離不開基本知識，本節課我們就從相關的色光和顏色的基本知識進行講解吧！二、新課教學（一）光的色散我們就從天天見到的白光說起，太陽光是白光，日光燈發出的光也是白光。可是，白光的本質是什么呢？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論得如火如荼。于是，牛頓做了一個實驗。他在暗室里的墻壁上挖了一個小孔，讓一束白光射入三棱鏡。一個橫截面為三角形的玻璃制品，我們把它稱為三棱鏡的光學儀器。它的光路圖如何？請大家完成課堂活動記錄單第1題，復習上節課我們學習“光的折射”光路圖，完成后拍照上傳。學生活動1完成三棱鏡光路圖。檢查上傳的作業，由圖可知，如果白光是純凈的，經過三棱鏡兩次折射后，也應該是白光。實踐是檢驗真理的唯一標準，請每個小組利用桌上的這套自制器材（如圖1），打開手電筒，讓白光對準狹縫，緩慢轉動手電筒，調整合適的角度，合適的距離，觀察現象并記錄。請開始做實驗。學生活動2 光的色散。請耐心嘗試，細致觀察，哪怕發現一丁點彩色也算實驗成功，拍照上傳。實驗的事實是白光變成彩色的光。由此說明了，白光不是單純的光，可是笛卡爾卻不這么認為，他還是堅持白光是最純潔的，是光的本色，那些通過三棱鏡后的色光只是光的變種。如果你是牛頓，那你接下來將怎樣證明呢？教師演示1 后來，牛頓再做了兩個實驗（如圖2），他讓經過三棱鏡分解后的某一色光再經過第二個三棱鏡，若該色光不再分解，說明它是單色光。牛頓接著做了第三個實驗，他把分解出來的所有色光再統統經過第二個三棱鏡，如果又變成一束白光，那說明白光就是復色光。牛頓的科學態度和方法很值得我們學習，是牛頓第一次用邏輯關系嚴密的三個實驗事實，讓人們無可辯駁地，確信白光就是復色光。白光分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光的現象稱為光的色散現象。視頻水霧環境下太陽光的色散（圖3）。是不是只有玻璃三棱鏡才可以發生光的色散呢？教師演示2水三棱鏡（圖4）色散實驗。這說明了白光不僅僅是通過玻璃三棱鏡才可以發生色散，通過水三棱鏡也可以發生光的色散現象。講到水三棱鏡，聯想到小水滴，你就會聯系到哪種自然現象呢？彩虹，那誰能試著解釋一下，彩虹是怎樣產生的呢？通常情況，怎樣才能見到彩虹呢？學生活動3利用信息化平臺，隨機挑人，觀看消聲動畫同步解釋。視頻彩虹是怎樣產生的（動畫）。彩虹是太陽光傳播中被懸浮在空氣中的小水滴色散而產生的，如果這些色光剛好進入我們的眼睛，就可以看到彩虹了。（二）光的混合剛才我們發現，白光通過三棱鏡分解為七色光，再經過另一個三棱鏡后，七色光又可以復合成白光，這種現象我們稱為光的混合。那么，各種色光的混合又有什么規律呢？讓我們也一起來探究一下吧！學生活動4光的混合。每兩個人一小組，利用桌上組裝好的“三基色合成實驗儀”。只打開紅光和綠光按鈕，觀察現象并記錄。再依次打開紅光和藍光、藍光和綠光、紅光藍光綠光按鈕，觀察現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、藍三個圓，通過投影儀和平面鏡投射在白紙上，調節平面鏡的角度，進行兩種或三種色光的混合。強度相同的色光組合，引起的視覺可以用下面公式表示：紅綠黃，紅藍紫，藍綠靛，紅綠藍白。2.用紅綠藍三種色光手電筒發出的色光進行混合。改變不同色光的強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效果的光混合演示儀，展示舞臺色光渲染效果。學生活動5學生評論，利用網絡平臺“彈幕”反饋，學生很震憾！是牛頓經過紛繁的實驗和計算，最后得出了一個結論：七種色光中只有紅、綠、藍三種色光無法被分。人們還發現，用紅、綠、藍三種色光可以混合成各種色光，而紅、綠、藍三種色光是無法用其它顏色的光混合而成。因此，紅、綠、藍則被稱為“光的三基色”電視機屏幕上為什么會出現那么豐富圖像呢？根據三基色混合的道理，我們也就懂得彩色電視機的原理。同學們回去可以用一個放大鏡近距離的觀察彩色電視，看能觀察到什么現象。光的三基色混合道理和大多數聲音一樣也是由多頻率組成的。這一事實再次證明了自然界中事物多樣性和統一性的辯證觀點。（三）物體的顏色三基色可以混合成各種色光，但物體多數不是光源，那么它們為什么會有各種顏色呢？自然界的物體通常有透明和不透明兩大類。1.透明物體的顏色學生活動6白光照射不同顏色的透明玻璃，觀察透過的顏色。請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，讓現象呈現在天花板上。并回答：紅色玻璃紙能通過紅光；綠色玻璃紙能通過綠光；藍色玻璃紙能通過藍光。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象？可利用剛才的實驗獲得，也可只打開三基色合成儀的某一色光，觀察實驗現象。學生活動7透過不同顏色的透明玻璃，觀察物體顏色。請大家拿上各種顏色的玻璃片，透過透明玻璃，觀察周圍物體。并回答：透過紅色玻璃紙看物體，物體呈現紅色；透過綠色玻璃紙看物體，物體呈現綠色；透過藍色玻璃紙看物體，物體呈現藍色。結論：透明物體的顏色由它透過的色光決定。2.不透明物體的顏色我們為什么可以看到這個紅色的箱子？因為白光照射到箱子上，它反射的紅光線進入我們的眼睛，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，在箱上方開個小孔，用手機錄像，白板屏幕展示，為什么拍攝不到黑箱內的西紅柿和青椒呢？因為箱內沒有光線進入攝像機鏡頭。（2）分別打開黑箱中的紅、綠、藍三種色光手電筒，通過攝像在屏幕上觀察現象。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、藍三種色光射在黑箱內的白紙上。白紙能呈現各種色光。（4）分別打開紅、綠、藍三種色光射在黑箱內的黑紙上。黑紙總是黑色的。黑色吸收所有光，黑色不反射光線。（5）取出箱內綠色的青椒，在教室中用紅光照青椒，為什么不是黑色的？因為教室中有白光。學生活動8思考白色陽光下的世界為什么是彩色的世界？因為白光由各種色光組合而成。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的色光決定。學生活動9檢測是否色盲。是不是所有人都能看到各種各樣的顏色呢？請看屏幕上的3個圖案，辨別圖樣，檢測你的眼睛對顏色的感知能力。最后，回到課前給大家展示的“顏色分揀機器人”，請利用本節課所學知識回答它的工作原理？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行分類。教師再展示“紅外無障礙玩具車”習作，指引學生進一步去探索不可見光的奧秘！【課堂小結】本節你有什么收獲？【課堂練習】利用信息化平臺，在線檢測，統計掌握情況，適當點評。【課后作業】校本練習。【板書設計】 光的色散一、光的色散白光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光的現象。2、 光的混合光的三基色：紅、綠、藍三、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：只透過相同顏色的光【教學反思】教師課后完成