第一节 光的传播 颜色

教学目标

一、知识与技能

1. 了解光源，知道光源大致分为自然光源和人造光源两类。

2. 理解光沿直线传播 及其应用。

3. 了解光在真空和空气中的传播速度 c =3 × 10 ⁸ m /s 。

4. 了解色散现象。

5. 知道白光是色光组成的，知道色光三原色跟颜料的三原色是不同的，知道色光混合与颜料混合的不同现象。

二、过程与方法

1. 观察光在空气中和水中传播的实验现象，了解实验是研究物理问题的重要方法。

2. 阅读“科学世界 我们看到了古老的光”的内容，了解光可以反映宇宙的信息，感悟宇宙之宏大。

3. 探究色光的混合与颜色的混合，获得有关的知识，体验探究的过程与方法。

三、情感态度与价值观

1. 观察、实验以及探究的学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

2. 通过亲身的体验和感悟，使学生获得感性认识，为后继学习打基础。

3. 通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。

教学重点：光的直线传播。

教学难点：用光的直线传播来解释简单的光现象。

教学准备：激光演示器、盛有水的水槽、手电筒、白炽台灯、棱镜、带狭缝的屏、白屏、两块带有小孔的硬纸板、彩色蜡笔、陀螺、水彩、毛笔、水、白纸。

教学过程

一、引入新课

在生活中有很多奇妙的现象：如打雷时，雷声和闪电在同时同地发生，但为什么我们总是先看到闪电后听到雷声？人的影子为什么早晚长中午短呢？在开凿大山隧道时，工程师们用什么办法才能使掘进机沿直线前进呢？神话中传说王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家庭，他们化作天上的两颗星，只能在每年 农历七月初七渡过银河相会一次，他们能否每年相会一次呢？大家想知道上述问题的答案吗？这节课我们就一起来研究有关光现象的问题。

二、新课学习

（一）光源

你知道生活、生产中哪些物体可以发光吗？太阳、电灯、蜡烛、手电筒、火把、油灯、霓虹灯、钠灯、汞灯、氖灯、萤火虫 …… 能发光的物体很多，那么上面的物体有 何共同 特征呢？

刚刚说的物体都能发光，比如太阳和蜡烛都是光源，它们有何不同呢？我们把太阳这样的光源叫做自然光源，蜡烛这样的光源叫做人造光源。

板书：

光源：①能发光的物体。

②光源可分为自然光源、人造光源。

（二）光是如何传播的？

你们知道光在介质中是如何传播的吗？大胆的猜测一下。光可能在介质中是沿直线传播的，我们用实验来检验一下我们的猜测吧。

演示 1 ：在暗室里，将一束光射到空气中，观察光在空气中的传播路径。

演示 2 ：在暗室里，将一束光射到水中，观察光在水中的传播路径。

刚才在演示实验中，大家看到什么现象？光是按照直线传播。 其实光沿直线传播 是有条件的：在同种、均匀、透明介质中。

说明：①光在水中沿直线传播，学生的感性认识较少，一定要演示给学生看看。②演示时，为了能看到光路，可以把几支烟或 香同时 点燃，在空气中形成烟雾，也可以在水中滴少许红墨水，使实验现象易于观测。

为了使学生亲身感受光的直线传播，激发学习物理的兴趣，随后让学生自己做一个实验。

学生实验：讲桌上放置点亮的白炽台灯，每个学生两只手各拿一块带有小孔的硬纸板，让眼睛穿过小孔观察光源。只有当眼睛、两个小孔和光源恰好在一条直线上的时候，眼睛才能看见从光源发出的光。

利用上面的演示实验和学生实验，使学生认识到光在空气中沿直线传播。由于光是沿直线传播的，在这里可以向学生交待“光线”这个物理学名词。人们为了形象地表示光的直线传播，物理学中引入光线的概念。

板书：光线：①表示光的传播方向的直线叫光线。

②光线是带箭头的直线，箭头表示光传播的方向，如 → 。

光沿直线传播 的应用举例： 1. 激光准直， 2. 排直队 要向前看齐， 3. 打靶瞄准。 光沿直线传播 的事例很多，所以说学习物理知识是非常有用的，大家一定要学好这门实用的课程。

（三）用光的直线传播解释简单的光现象

①影子的形成

演示 3 或播放视频影子：用白炽灯对着墙，把皮球放在灯和墙之间。

现象：墙上出现球的影子。启发学生用光的直线传播的知识解释影子的形成。

影的形成：光在传播过程中，遇到不透明的物体，由于光是沿直线传播的，所以在不透光的物体后面，光照射不到，形成了黑暗的部分就是影。

②日食、月食的成因

演示 4 ：用 三球仪演示 日食、月食的形成。启发学生用光的直线传播解释日食、月食的成因。

日食的成因：当月球运行到太阳和地球中间时，并且三球在一条直线上，太阳光沿直线传播过程中，被不透明的月球挡住，月球的黑影落在地球上，就形成了日食。

月食的成因：当地球运行到太阳和月球中间时，太阳光被不透明的地球挡住，地球的影落在月球上，就形成了月食。

（四）光速

雷声和闪电在同时同地发生，但我们总是先看到闪电后听到雷声，这说明什么问题？这表明光的传播速度比声音快。大家回忆一下，声音在空气中（ 15 ℃ ）的传播速度是多大？ 340 m /s 。大家已知道声音在各种介质中的传播速度，那么光的传播速度是多大呢？教师随即给出光速。

板书：①光在真空中的传播速度是 3 × 10 ⁸ m /s 。

②光在其他各种介质中的速度都比在真空中的小。

③光在空气中的速度可认为是 3 × 10 ⁸ m /s 。

指导学生看阅读材料“科学世界 我们看到古老的光”，然后回答以下问题：

①“光年”是什么物理量的单位？

②牛郎星和织女星的距离是多少 km?

③牛郎和织女能每年相会一次吗？

④为什么在形容一个数字很大、很大的时候，常说这是个“天文数字”？

学生阅读课文后对以上问题 作出 解答：

① 光年是 长度的单位，它等于光在 1 年内传播的距离。

②牛郎星和织女星的距离为 s =3 × 10 ⁸ m /s × 3600 s/ 天× 365 天 / 年× 16 年 =6.3072 × 10 ¹⁵ m =6.3072 × 10 ¹² km

③牛郎和织女不能每年相会一次。

④因为天文数字很大，因此在形容一个数字很大时，常说这是个天文数字。

在学生对上述问题 作出 解答后。教师随即讲解，通过学习阅读材料我们应该：

① 宏扬 科学教育中的人文精神，联系神话故事，用科学的眼光审视神话，是破除迷信的重要方面。

②用光速的知识理解自然世界，拓展性地了解一些天文知识，如宇宙之大，恒星发光，银河系以及宇宙的过去、现在和未来。

（五）颜色

1. 光的色散

以前人们一直认为白色是最单纯的颜色，白光是单色光不能分解，那么是否是单色光呢？下面我们一起来探讨一下。

演示 5 ：让一束光穿过狭缝射在棱镜上，让学生观察在白屏上能看到什么现象（屏离棱镜不要太远）。

演示 6 ：把另一个相同的棱镜按相反的方向放在前一个棱镜旁边（两个棱镜要靠得近些），让学生观察在白屏上又能看到什么？

实验现象：

（ 1 ）在演示 5 中，学生可以看到白光通过棱镜后，不但改变了方向，而且在白屏上形成一条彩色的光带，彩色光带上的颜色从一端到另一端依次是红、橙、黄、绿、蓝、 靛 、紫。

（ 2 ）在演示 6 中，学生可以看到彩色光带将重新会聚成白光。引导学生分析实验现象，启发学生把感性认识理性化。师生共同活动得出以下结论：

（ 1 ）用棱镜可使太阳光发生色散，形成光谱。

（ 2 ）白光不是单色的，而是由各种色光混合而成的。

想想做做：

在做好“色散”的演示实验后，为增加学生对色散的兴趣和体验。可让同学们分组做一下“分解太阳光”的实验。“分解太阳光”的活动内容是利用平面镜和水来使白光色散的一个方案。把由白光分解出的红、橙、黄、绿、蓝、 靛 、紫的色带反射到白色的墙壁上很醒目。学生分组实验，在深盘上盛上一些水，盘边斜放一个平面镜，使太阳光照射到白色的墙壁上，观察墙壁上反射光的颜色。现象：由白光分解出的红、橙、黄、绿、蓝、 靛 、紫的色带反射到白色的墙壁上。

2. 色光的三原色

引起学生兴趣：彩色电视机里的各种颜色是怎样产生的呢？紧接着教师打开教室的电视机，把放大镜发给几个同学，让同学们用放大镜看彩色电视画面上的各色光条。同学们看到什么现象？通过观察，可以发现，电视机屏幕上显现出画面的丰富多彩的颜色，都是由红、绿、蓝三色光条合成的。没有拿放大镜看彩电画面的同学可以看一下课本图。

（ 1 ）红、绿、蓝叫做色光的三原色。

（ 2 ）利用这三种色光可以混合出不同的色彩来。

活动和探究：色光的混合与颜料的混合。

色光的三原色为红、绿、蓝，而颜料的三原色为品红、黄、蓝。色光的混合与颜料的混合规律是否相同呢？问题提出后，许多同学不知怎么回答才好。教师鼓励学生大胆的猜想，然后找出解决该问题的方法和思路。

要解决此问题，同学们首先要弄清楚以下问题：（ 1 ）如何得到红、蓝两种单色光？如何实现色光的混合？（ 2 ）如何得到红、蓝两种颜料？如何实现颜料的混合？带着这两个问题，同学思考了一会儿，设计出如下方案：

（ 1 ）得到单色光和实现单色光混合的方案：①分别用红色和蓝色的透明胶片挡在两只手电筒的前面，观察它们射出的红光和蓝光在白墙上重叠部分的颜色。②在白色圆形硬纸板的一面上用蜡笔分别涂上红、蓝两种颜色，把它安装在陀螺上，使陀螺快速旋转，造成色光的混合，观察板上的颜色。

（ 2 ）得到单色颜料和实现颜料的混合方案。拿红、蓝两种水彩作单色颜料，拿毛笔将二者在白纸上混合以实现颜料的混合。同学们设计出实验方案，接着进行实验 :

(1) 色光的混合

①在白色圆形硬纸板的一面上用蜡笔分别涂上红蓝两种颜色，把它安装在陀螺上，使陀螺快速旋转，造成色光的混合，观察纸板上的颜色。

②改变两种颜色的深浅程度，当陀螺快速旋转的时候，观察纸板上颜色的变化。

③照①②的方法可实现绿蓝、红绿两种色光的混合。

④填写下表

色光的混合

（ 2 ）颜料的混合

①用两支毛笔分别蘸上红色水彩，蓝色水彩在白纸上混合时观察白纸上呈现的颜色。

②二者的比例不同时混合观察白纸上呈现的颜色。

③用同样的方法实现绿蓝、红绿两种水彩在不同比例时混合的情况。

④填写下表

颜料的混合

结论：通过探究活动，我们明确了以下两点：

①颜料的三原色与色光的原色不同

颜料的三原色为品红、黄、青，而色光的三原色为红、绿、蓝。

②它们混合的原理不同

颜料的混合原理是：两种颜料混合色是它们都能反射的色光，其余的色光都被这两种颜料吸收掉了。色光的混合原理是：两种色光混合后使眼睛感觉到了另一种颜色。

三、小结

通过本节课的学习主要学习了以下几个问题：

1. 光源。

2. 光沿直线传播 的条件及应用。

3. 光在真空中的光速是 3 × 10 ⁸ m /s ，大于光在其他介质中的传播速度。

4. 白光不是单色的，而是由各种色光混合而成的。

5. 色光的三原色为红、绿、蓝，颜料的三原色是品红、黄、青，二者的混合原理不同。

四、板书设计

1.

2. 色光的三原色：红、绿、蓝 ; 颜料的三原色：品红、黄、青。

3. 色光的混合与颜料的混合原理不同。