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第四章 光現(xiàn)象
光的色散
第5節(jié)
01
通過觀察生活中的一些現(xiàn)象，知道太陽光是由色光組成的。
02
通過實(shí)驗(yàn)了解太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光組成的。
03
知道光的三原色，色光按不同比例混合可以形成豐富的色彩 。
04
了解可見光譜，以及紅外線與紫外線的應(yīng)用。
一束光從空氣斜射入三棱鏡的一邊，從另一邊射出，一共有幾次折射？畫出光通過三棱鏡的光路圖。
光從空氣斜射入玻璃，再從玻璃折射到空氣，要發(fā)生2次折射，最終折射光線靠近另一底邊射出。
三棱鏡
空氣
同學(xué)們：你是否見過美麗、壯觀的彩虹？想過沒有，彩虹是怎樣形成的？
學(xué)習(xí)了光的色散，你就明白了。
第5節(jié) 光的色散
17世紀(jì)以前，人們一直認(rèn)為白色是最單純的顏色。直到1666年，英國物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡分解了太陽光，這才揭開了光的顏色之謎。
牛頓用玻璃三棱鏡分解太陽光
色散
（1）實(shí)驗(yàn)探究：光的色散
讓一束太陽光照射到三棱鏡上，觀察從三棱鏡射出的光有什么變化？
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：白光經(jīng)兩次折射后，在屏幕上形成了一條彩色光帶。顏色依次為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。
探究結(jié)論：
①白光不是單色光，是由各種色光混合成的。
②不同的色光通過三棱鏡的偏折程度不同。紅光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。
（2）光的色散
①太陽光（白光）通過棱鏡后被分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散。
②復(fù)色光
太陽光（白光）是由各種色光混合而成的，叫做復(fù)色光。
③單色光
紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫這七種顏色的光叫做單色光。
太陽光的色散
如果沒有三棱鏡，也可以用如圖所示的裝置來進(jìn)行光的色散實(shí)驗(yàn)。在深盤中盛一些水，盤邊斜放一個平面鏡，使鏡的下部浸入水中。讓一束陽光照射在水下的平面鏡上，并反射到白墻或白紙上。觀察白墻或白紙上反射光的顏色。
光的色散實(shí)驗(yàn)
三棱鏡對不同顏色的光的折射程度不同，對紅光折射最小，對紫光折射最大，所以才會產(chǎn)生白光的色散現(xiàn)象。
（3）光的色散發(fā)生原因
彩虹形成的原因：
雨后的天空懸浮著大量的細(xì)小水珠，太陽光照射到這些小水珠上，經(jīng)反射、折射后發(fā)生色散，如果這些色光剛好進(jìn)入我們的眼睛，我們就能看到彩虹了。
肥皂泡的色散現(xiàn)象
鉆石的色散現(xiàn)象
（4）生活中的色散現(xiàn)象
人們發(fā)現(xiàn)，把紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合后，能產(chǎn)生各種顏色的光，但是自然界中的紅、綠、藍(lán)三種顏色的光無法用其他顏色的光混合的。
把紅、綠、藍(lán)三種色光叫做色光的三原色。
紅+綠=黃
綠+藍(lán)=青（靛）
紅+藍(lán)=品紅
紅+綠+藍(lán)=白
紅
綠
藍(lán)
白
（1）色光的三原色
色光的混合
（2）電視機(jī)屏幕的三原色
彩色電視機(jī)就是利用色光的混合調(diào)出各種色彩來的。用放大鏡觀察彩色電視工作時的屏幕畫面上的各色光條，可以發(fā)現(xiàn)，電視屏幕上顯現(xiàn)出的豐富多彩的顏色，都是由紅、綠、藍(lán)三種色條合成的。
用放大鏡觀察會發(fā)現(xiàn)屏幕上只有紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光色條。
（1）可見光譜
三棱鏡把太陽光分解成不同顏色的光，它們按照一定的順序排列，叫做太陽的可見光譜。
可見光譜
（2）紅外線①把紅光之外的輻射叫做紅外線 。
英國天文學(xué)家赫歇爾在1800年研究光譜中各種色光的熱效應(yīng)時，把溫度計(jì)移到光譜的紅光區(qū)域的外側(cè)，結(jié)果溫度上升得很快，說明那里有看不見的射線射到溫度計(jì)上，于是發(fā)現(xiàn)了紅外線。
②紅外線的特性
a. 熱作用強(qiáng)
一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，同時也在吸收其他物體發(fā)射來的紅外線；物體的溫度越高，輻射的紅外線越多（熱學(xué)中的“熱傳遞”實(shí)際上就是物體發(fā)射紅外線）。
b. 穿透云霧能力強(qiáng)
使用對紅外線敏感的底片可進(jìn)行遠(yuǎn)距離或高空攝影，并可以在沒有可見光的夜間攝影。
③紅外線的應(yīng)用
紅外線加熱（電烤箱、浴室暖燈、遠(yuǎn)紅外取暖器、紅外線理療器等）等。
紅外線烤箱
遠(yuǎn)紅外取暖器
紅外線理療器
用紅外膠片拍攝的“熱譜圖”
一個物體，當(dāng)他的溫度升高時，盡管看起來外表還跟原來一樣，但他輻射的紅外線卻會增強(qiáng)。
人體生病的時候，局部皮膚的溫度異常，如果在照相機(jī)裝上對紅外線敏感的膠片，給皮膚拍照并與健康人的照片對比，有助于診斷疾病。
紅外線成像
紅外線夜視儀
紅外線夜視儀
夜間人的體溫比野外外草木、巖石的溫度高，人體輻射的紅外線比他們強(qiáng)。人們根據(jù)這個道理制成了紅外線夜視儀。
紅外線遙控
電視機(jī)、空調(diào)等遙控器的前端有一個發(fā)光二極管，按下不同的鍵時，可以發(fā)出不同的紅外線脈沖，以實(shí)現(xiàn)對電器的控制。
紅外線加熱、紅外測溫、紅外線定位等。
④紅外線的其他一些應(yīng)用
紅外測溫儀
紅外自動水龍頭
紅外線烤箱
德國化學(xué)家里特1801年在光譜的紫光區(qū)域外側(cè)放置了一張照相底片，結(jié)果底片感光了，于是發(fā)現(xiàn)了紫外線。
①紫外線
在光譜的紫端以外，還有一種看不見的光，叫紫外線。
（3）紫外線
照相底片感光
②紫外線的特性
紫外線的生理作用強(qiáng)，能殺死微生物；
紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光。
紫外線的化學(xué)作用強(qiáng)，很容易使相片底片感光；
高溫物體如太陽、弧光燈和其他熾熱物體發(fā)出的光中都有紫外線；汞等氣體放電時也會發(fā)出紫外線。
a. 熒光效應(yīng)——紫外線驗(yàn)鈔機(jī)
使熒光物質(zhì)發(fā)光
紫外線使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光 ，用于檢驗(yàn)鈔票的真?zhèn)巍?br/>③紫外線的應(yīng)用
b . 殺死微生物——紫外線滅菌燈
醫(yī)院、飯店用紫外線燈滅菌
紫外線消毒滅菌
冠狀病毒病期間，食品雜貨正在使用紫外線消毒機(jī)進(jìn)行消毒
c. 有助于人體合成維生素D
適當(dāng)照射紫外線，有助于人體合成維生素D，維生素D能促進(jìn)身體對鈣的吸收，對于骨骼的生長和身體健康的許多方面都有好處。
過量的紫外線對人體有害，輕則使皮膚粗糙，重則引起皮膚發(fā)生病變。
長期、多次的曝曬，可造成皮膚和粘膜的日光性角化癥，如額部、頰部、鼻尖、唇、眼瞼出現(xiàn)單個和多個平頂形角化層增厚。
④紫外線的危害
防曬帽、眼鏡、防曬霜
⑤防護(hù)紫外線的方法
紫外線防護(hù)面具
紫外線防曬傘
預(yù)防紫外線最好的辦法就是外出時戴上墨鏡、遮陽傘或?qū)掗苊?，避免在陽光直射的地方久待，眼睛不要對著太陽看，在下雪天尤其注意?br/>共同點(diǎn) 不同點(diǎn) 應(yīng)用
紅外線
紫外線
都是不可見光
存在于
紅光外側(cè)
存在于
紫光外側(cè)
能使被照射的物體發(fā)熱，具有熱效應(yīng).
能使熒光物質(zhì)
發(fā)光；能滅菌.
紅外探測器;
紅外照相機(jī);
紅外夜視儀……
驗(yàn)鈔機(jī);
紫外滅菌燈……
（4）紅外線與紫外線的區(qū)別
光的色散
①太陽光通過棱鏡后被分解成各種顏色的光.
②可見光譜：把按照紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、
紫排列的彩色光帶，稱為光譜.
③色光的三原色：紅、綠、藍(lán).
紫外線
特性
應(yīng)用：加熱物體；遙控電器；成像等.
應(yīng)用：消毒；驗(yàn)鈔等.
特性
①一切物體都在不停地發(fā)射、吸收紅外線.
②紅外線的熱作用強(qiáng)；
③紅外線的穿透能力比較強(qiáng).
①使熒光物質(zhì)發(fā)光.
②能殺死微生物，用來滅菌消毒.
③適當(dāng)照射有助于人體健康.
課堂總結(jié)
光的
色散
看不見
的光
紅外線
1.我們經(jīng)常使用一種叫“測溫槍”的測溫儀器，只要把“槍口”對準(zhǔn)人的額頭或手腕，“槍尾”的顯示屏就能用數(shù)字直接報告人體的溫度，測溫槍測溫利用的是(　　)
A.紅外線 B.紫外線
C.紅光 D.紫光
A
2.下列事例中，屬于應(yīng)用紫外線的熒光效應(yīng)來工作的是(　　)
A.夜視儀
B.遙控器
C.驗(yàn)鈔機(jī)
D.醫(yī)生用B超檢查身體
C
3.光在真空中的傳播速度為　　　　m/s。讓一束太陽光通過棱鏡射到白屏上，如圖，在白屏上就形成一條彩色光帶，這種現(xiàn)象叫作光的　　　，這種現(xiàn)象表明太陽光是由　　　　　混合而成的，最早由英國物理學(xué)家_______發(fā)現(xiàn)的，其中紅、綠、　　被稱作光的三原色。
3×108
色散
多種色光
牛頓
藍(lán)
4.如圖所示，一束太陽光通過三棱鏡后，在白色光屏上的②區(qū)域形成七色光帶，這是光的　 　 現(xiàn)象。電視機(jī)遙控器是利用　　(選填“①”
“②”或“③”)區(qū)域內(nèi)的光實(shí)現(xiàn)遙控的；將其中的紅光、　　光、藍(lán)光按相同的比例混合可以得到白光。
色散
①
綠
5.小明按如圖所示的方法探究“光的色散現(xiàn)象”。
(1)小明在測量不同色光區(qū)域的溫度時，驚奇地發(fā)現(xiàn)：將溫度計(jì)放在紅光的外側(cè)時，溫度計(jì)的示數(shù)會　　??；說明紅光的外側(cè)有一種不可見光，這種光叫作　　　　。
升高
紅外線
(2)若在紫光的外側(cè)放置涂有熒光物質(zhì)的紙條，則可觀察到____________
___________；說明在紫光的外側(cè)也存在著一種不可見光，這種光叫作　　　　。
紙條上的熒
光物質(zhì)發(fā)光
紫外線
解析　一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，紅外線的主要特征是熱作用強(qiáng)，所以測溫槍測溫利用的是紅外線，選A。
解析　夜視儀是利用紅外線的熱效應(yīng)來工作的，故A不符合題意；
遙控器的前端有一個發(fā)光的二極管，可以發(fā)射紅外線，用它來傳遞信息，實(shí)現(xiàn)對電視等電器的控制，故B不符合題意；
驗(yàn)鈔機(jī)是利用紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光來鑒別鈔票的真?zhèn)危蔆符合題意；
醫(yī)生用B超檢查身體，利用了聲音能傳遞信息，故D不符題意。
解析　太陽光經(jīng)三棱鏡后，光屏上會出現(xiàn)紅、橙、
黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶，這個現(xiàn)象叫光的色
散現(xiàn)象；紅光之外是紅外線，即①區(qū)是紅外線，
紅外線能遙控電視機(jī)；紅、綠、藍(lán)這三種色光就
是光的三原色，所以紅、綠、藍(lán)三種色光按相同
的比例混合可以得到白光。
解析　(1)紅外線具有熱效應(yīng)，它位于紅色光的外側(cè)，所以把溫度計(jì)放在紅色光的外側(cè)，溫度計(jì)的示數(shù)會升高；
(2)在紫光之外有人眼看不見的紫外線，紫外線最顯著的效應(yīng)是熒光效應(yīng)，它可以使熒光物質(zhì)發(fā)光。

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