光的色散、物体的颜色.doc

光的色散、物体的颜色

主讲：黄冈中学优秀物理教师 岑栋
一、知识概述
　　本节课我们学习光学知识，这节课的目标是：知道光的色散现象；知道白光由不同的色光组成；知道白光通过三棱镜折射后，色散光谱的七色排列顺序；知道同一介质对不同的色光折射本领不同；知道透明物体和不透明物体的颜色；最后了解红外线和紫外线的基本特性和应用。
二、重点知识讲解
1、色散
　　在17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色，直到伟大的物理学家牛顿做了色散实验，才揭开了光的颜色的秘密．我们看下面的色散实验：如图所示，让一束白光射到三棱镜上，通过三棱镜偏射后照到白屏上，出现了一条不同颜色依排列的彩色亮带，这条亮带叫做光谱．
　　这个现象的产生表明：第一，白光不是单色的，而是由各种单色光组成的复色光；第二，不同的单色光通过棱镜时偏折的程度是不同的．实验中红光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大．各单色光偏折的程度从小到大按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列．

2、光的三原色和颜料的三原色
　　人们发现，红、绿、蓝三色光混合能产生各种颜色的光，因此把红、绿、蓝三种色光叫做光的三原色．
　　彩色电视就是利用色光的混合调出各种色彩来的．彩色电视机的荧光屏上有很多微小的格子，分别涂有能发出红、绿、蓝色光的物质，当三束电子流分别打到这三种物质上时，就发出红、绿、蓝的光．这三束电子流的强弱分别影响着三种色光的强弱，由此混合出绚丽多彩的各种色彩．看电视时，如果用放大镜观察电视机的荧光屏，就能看到屏上红、绿、蓝的光点．
3、颜料的三原色：红、黄、蓝。颜料的混合，其颜色由混合后的颜料反射出光的颜色所决定．例如黄颜料和蓝颜料混合后主要反射绿色光，反而呈现出绿色来．

4、物体的颜色：透明物体的颜色是由它能够透过的色光决定的。不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
　　光射到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收。如果物体是透明的，还有一部分光透过物体。不同物体，对不同色光的反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现出不同的颜色。在图甲所示的实验中，在棱镜和白屏之间放一块红玻璃，白屏上就只出现一条红光带（图甲）；如果放一块蓝玻璃，白屏上就只出现一条蓝光带。这表明，有色的透明体透过什么色光，它就是什么颜色。透明体的颜色是由它透过的色光决定的。在图甲的实验中，如果在白屏上贴一张红纸，屏上就只有被红光照射的地方是亮的，其他地方是暗的；如果在白屏上贴一张绿纸，屏上就只有被绿光照射的部分是亮的（图乙）。就是说，有色的不透明体反射与它颜色相同的光。如果在白屏上贴一张黑纸，不论什么色光照射的地方都是黑的，没有亮光。这表明黑色物体吸收各种颜色的光。相反，在白屏上能看到各种色光，表明白色物体反射各种色光。所以白色物体在红光照射下呈红色，在蓝光照射下呈蓝色。

5、关于红外线：红外线是波长比红光更长的一种不可见光。一切物体都可以发射红外线，温度较高的物体发出的红外线越多。红外线在工业、农业、军事、科研和人民生活中都有广泛的应用：红外线遥控、红线摄影、红外鼠标、红外键盘、红外线夜视器、红外线取暖器-----等等。 
　　关于紫外线：波长比紫光更短的光，叫紫外线。太阳、弧光灯发出的光都含有紫外线，利用气体放电也可以激发紫外线。紫外线的主要作用是化学作用，它很容易使照相底片感光，用紫外线可以拍摄出清晰的犯罪分子留下的手指的指纹、紫外线还可以消毒杀菌----等。 
　　但要注意的是过强的紫外线有致癌作用。大气中的臭氧层能吸收太阳光里的紫外线保护地球上的生物免遭灭顶之灾。
典型例题
例1、在商店里买布时，特别是花布，为了看清颜色，要把布拿到阳光下观察，而不是在日光灯下看，这是为什么?
解析：
　　因为太阳光中色光最全，而且各种色光的强度也比较均匀，照在花布上，反射出的光就是花布上的各种颜色．而日光灯的色光不全，偏重靛、紫光，所以不管什么颜色在日光灯下都带有一点灰暗的色调
例2、小芸透过蓝色玻璃看物体时发现，观察白色物体时，看到的是蓝色的，而观察其他颜色的物体时，却是黑色的，这是为什么?
解析：
　　透明物体的颜色由它透过的色光决定的，蓝色玻璃只有蓝光能够通过，其他颜色全被它吸收，而不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，其他颜色的光被吸收．白色物体可以反射各种色光，而黑色物体不反射任何色光．因此，当观察白色物体时，透过玻璃的蓝光被白色物体反射，看上去是蓝色的．而看其他颜色物体时，透过玻璃的蓝光被物体吸收，不向外反射，所以看上去是黑色的．
例3、下列关于紫外线的说法不正确的是（　）
A．医院里和食品加工厂及一些公共场合经常利用紫外线进行杀菌
B．紫外线对人体没好处
C．利用紫外线摄像头可以在没有可见光的情况下摄影
D．一切生物发出的光中都有紫外线
分析：
　　紫外线的主要特性是化学作用强，很容易使照相底片感光，可以用紫外线摄影。紫外线的生理作用强，能杀菌，在医院里经常用紫外线灯来杀菌，因此AC是正确的
　　适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，维生素D能促使身体对钙的吸收，对于骨骼的生长和人体健康都有好处，选项B错误，高温物体发出的光中都有紫外线，而低温物体发出的光中几乎没有紫外线，选项D是错误的。
答案：BD
例4、探究“彩虹的秘密”：去年8月6日，持久高温的杭州突降暴雨．难得一见的是，在东边惊现久违了的彩虹，格外迷人．你见过绚丽多彩的彩虹吗?是否愿意自己动手做一个彩虹生成实验?
　　实验过程如下：阳光是由七种色光组合而成，下雨时（或雨后）空中悬浮着很多的小水滴，无数的小水滴，相当于一个个小棱镜，阳光由空气进入小水滴发生第一次偏折，再由小水滴进入空气中发生第二次偏折，从而将阳光分散成七种色光，便发生色散现象，形成彩虹．
　　想一想：
　　（1）观看彩虹时，应该迎着阳光观察，还是背对阳光观察?
　　（2）你的彩虹生成实验是怎样做的?成功了吗?若没有成功，估计哪一个环节出了问题?解析：彩虹是太阳光穿透雨的颗粒时形成的。原本光是笔直行进的，但它也具有一旦进入水中就会折射的性质。因此太阳光在通过雨的颗粒时就会折射。此时，由于光折射的角度因颜色而各异，所以七种颜色会以各自不同的角度折射。所以七种颜色会很漂亮地排列起来。这就是形成彩虹的原理。因为彩虹呈现于与太阳方向相反的天空，所以想在雨后看彩虹时要背对着太阳。所以早晨的彩虹出现在西方，黄昏的彩虹总在东方出现。
答案：
　　（1）观看彩虹时，应背对阳光，中午时分是看不到彩虹的．
　　（2）本实验的关键之处是要有阳光和利用或制造出悬浮在空中的水雾．取一根带尖嘴的玻璃管，用橡皮管与水龙头相连，打开水龙头，在空中形成一抛物状喷泉，喷泉周围形成无数小水珠，我们背对太阳光，能观察到美丽的人造彩虹，这是喷雾成虹实验．
例5、下列说法正确的是（　）
A．玻璃呈“无色”是因为它能透过一切色光
B．衣服呈白色是因为它能发出白光
C．衣服呈红光是因为它能反射一切色光
D．物体呈黑色是因为它能反射一切色光
答案：A
例6、戴蓝色眼镜看白纸，白纸呈蓝色，是因为（    ）
A．白纸反射来的光通过眼镜，被眼镜染成蓝色  
B．白纸只能反色蓝光
C．蓝色眼镜发出蓝光照在白纸上              
D．蓝色眼镜只能透过白纸反射光中的蓝光
答案：D
例7、在没有其他光照情况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白色上衣，红裙子的演员身上，观众看到她是（　）
A．全身呈绿色　　　　　　　　　　　　　　B．上衣呈绿色，裙子不变色　　
C．上衣呈绿色，裙子呈紫色　　　　　　　　D．上衣呈绿色，裙子呈黑色
答案：D
例8、下列设备中，属于红外线技术应用的是（　）
A．用验钞机来识别钞票的真假
B．照相机使用滤光镜来照相
C．家中的电视机，可以用遥控器来控制频道和音量
D．医院用灯照射的方法来消毒灭菌
答案：C
例9、电焊工人在焊接时，要戴上防护罩这主要是为了（　）
A．防止火星飞溅到眼睛上，把眼睛烫伤
B．防止紫外线对人眼的伤害
C．防止红外线对人眼的伤害
D．为了使眼睛能看到焊接点
答案：B

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