师:同学们好,今天我们来学习初中物理沪科版八年级第四单元第四节光的色散。本节课的学习目标有:一、通过实验探究知道光的色散现象;二、知道白光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,知道色光的混合;三、知道物体的颜色是由什么因素决定的。今年夏日格外炎热,城市道路上的洒水车不停地给道路洒水降温除尘。我偶然见过这样的景象,一起来看看。你们看过洒水车后面拖着彩虹一般美丽的彩色光带吗?这是怎么一回事呢?难道我们平时所见的阳光是由彩色光带形成的吗?带着这样的问题,我们不妨通过模拟实验探究原因。接下来,请同学们两人一组,利用桌上的器材动手做一做、看一看,当一束白光通过三棱镜射到光屏上,会出现什么样的效果。桌上的器材有强光电源、三棱镜和光屏,大家动手做一做,现在开始。
师:再给大家10秒钟时间,把你们的观察和想法相互交流一下。
师:现在,每一组同学派一名代表,把你们刚才实验过程中的观察和想法给大家表达一下。前面一组请张静怡同学发言。
生:我们发现白色的光束通过三棱镜后,显示在光屏上的颜色变成了彩色光束。由此我们推测,白色的光可以被分解成多种颜色,且光束的排列是有一定顺序的。
师:讲得挺好。刘亚晨,有什么补充吗?请坐。
生:我们也发现,明明是一道白色的光,但是透过三棱镜中玻璃和空气不均匀的折射之后,它就变成了由多种颜色混合而成的光。
师:发现了多种颜色的光。好,下面请后面一组同学说一说你们观察到的和想到的。哪位同学先说好?杨雨辰,你先表达。
生:我们发现白色的光经过折射到光屏上的颜色由上到下分别为红色,接着是有点渐变的橙色,再到黄色,最下面是蓝色,还有一点紫色,并且在光束的最中间还有一道颜色不均匀的白色。
师:讲得挺好。秦霄瑞,你有什么想法?
生:发生这种现象可能是因为光在空气和玻璃两种不均匀介质中,所以白色的光分解成了很多种颜色的光。
师:秦霄瑞同学提出光是经过不同的物质发生了分解现象。请坐。通过今天的学习我们了解到,想把这个实验做得更好,可以借助更理想的白光,那就是太阳光。后面我们再继续研究探究,今天的实验就到此结束。同学们,请整理桌上的器材。
师:同学们,通过实验大家发现白光通过三棱镜后会形成彩色的光带。这一奇特现象在17世纪,英国物理学家牛顿就已经发现并加以研究了。他当初是怎么研究的呢?我们通过短片一起来还原。
(播放短片)
Newton would design a series of experiments on whose replicability, the whole status of his new theory of light dependent.
Newton made a very tiny hole in the window shut, allowing a beam of sunlight to fall on the opposite wall. And then he intercepted the sunbeam with a prism. He positioned the prism very carefully so that the angle at which the sunlight hit the prism was the same as the angle at which it left. Finally, after weeks of effort, he made a breakthrough.
What Newton had done was to make an artificial rainbow. He saw red, orange, yellow, green, blue, indigo and violet. And it all hung on the single question, is white light pure? And do prisms make colors by modifying, as Descartes claimed? Newton tested this assertion by carefully drilling a hole in a screen and allowing just the red part of the spectrum to pass through.
Now, this was the moment of truth. If Descartes was right, then a second prism would cause the red light to be modified and new colors would be produced. If Newton was right, the red light would remain the same.
That was Newton's crucial experiment. Why is it crucial? Because it shows that prisms don't change colors.
师:在以上实验中我们看到的这种奇特现象,称之为光的色散。是指太阳光或白光经过三棱镜折射以后,形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光组成的彩色光带,科学家们又称之为光谱,这种现象就称为光的色散。光的色散现象表明,白光不是一种颜色的光,而是由多种颜色的光复合而成。现在请同学们想一想,发生光的色散的原因是什么呢?
生:发生光的色散是因为光通过不同的物质发生折射形成的。
师:对。当一束光通过空气射入三棱镜以后发生折射,其中白光中的红光,它的偏折程度较小,紫光的偏折程度较大,于是我们就自上而下看到依次排列的彩色光带。这就是我们看到的光的色散现象。现在同学们,你们能否解释一下我们之前在洒水车后面看到彩虹桥的原因呢?
生:这是因为光的色散形成的。
师:想必同学们现在也能理解自然界为什么总是雨后出彩虹了吧。看这幅图片,这是拍摄于一所著名大学校园上空的彩虹,很美很壮观吧。我们所看到的彩虹不仅有7种颜色的光,而且仔细观察,它还会呈现一定的弧度,这又是什么原因呢?科学家们经过进一步研究,揭示了其中的奥秘,我们通过一段视频来进一步了解。
(播放视频)
在空气中弥漫着大量的水滴。光线通过空气进入水滴发生了折射、反射和再次折射,会呈现一定的角度。当我们人眼逆着这个角度看过去,就看到了架于空中的一道彩虹桥。其实我们自然界中的日晕和月晕也是光的色散形成的。生活中也常见到此现象,如我们看到光盘上彩色的光环。正是因为有了彩色的光,在现代城市的夜晚,华灯闪烁,流光溢彩,魅力无限。那么同学们想一想,这些彩色的灯光是如何形成的呢?如今大屏也随处可见,学校门口就有。你们仔细看看,原来呈现彩色画面的大屏幕,它的发光点只有三种颜色的光,看清楚是哪三种颜色的光了吗?
