文档内容
4.5 光的色散 （导学案）
【学习目标】
1. 通过观察生活中的一些现象，知道太阳光是由色光组成的。
2. 通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的。
3. 知道光的三原色，色光按不同比例混合可以形成丰富的色彩。
4. 了解可见光谱，以及红外线与紫外线的应用。
【学习重点】光的色散。
【学习难点】红外线、紫外线。
【自主预习】阅读教材第105页第5节《光的色散》，并完成以下内容：
1．1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光。从而发现，白光是由红、橙、黄、绿、
蓝、靛、紫七色光组成的，这种现象叫光的色散。
2. 红、绿、蓝叫作色光的三原色，电视或手机的彩色画面就是由三原色混合而成的。
3. 光谱上红光以外看不见的光叫作红外线；在光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作紫外线，
这两种光都是人眼看不见（选填“看见”或“看不见”）的光。
【合作探究】
探究一、色散
1. 实验探究：光的色散
17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分
解了太阳光，才揭开了光的颜色之谜。
【做一做】如图所示，让一束太阳光照射到三棱镜上，从三棱镜射出的光有什么变化？
【实验现象】白光经两次折射后，在屏幕上形成了一条彩色光带。颜色依次为： 红、橙、黄、绿、蓝 、
靛、紫。
【探究结论】
（1）白光不是单色光，是由各种色光混合成的。
（2）不同的色光通过三棱镜的偏折程度不同。红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。
2. 光的色散
（1）概念：太阳光（白光）经过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等多种颜色的光，这
种现象叫光的色散。
（2）单色光与复色光
【想一想】如果把七种色光混合，又变为什么颜色的光呢？
【实验】牛顿在三棱镜的后面再放一个相反的三棱镜，将分解得到的各种色光再通过后方的三棱镜后
发现，又还原为白光。进一步证实了白光是由多种色光混合而成的。①单色光：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫是单色光。
②复色光：是由各种单色光组成的光。太阳光就是复色光。
（3）色散的实质
【想一想】发生光的色散的原因是什么？
【分析】三棱镜对不同颜色的光的折射程度不同，对红光折射最小，对紫光折射最大，所以才会产生
白光的色散现象。
【想想做做】如果没有三棱镜，也可以用如图所示的装置来进行光的色散实验。在深盘里盛一些水，
盘边斜放一个平面镜，使镜的下部进入水中。让一束阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白墙或白纸上。
观察墙壁或白纸上反射光的颜色。
（4）生活中的色散现象
①肥皂泡的色散现象；
②彩虹及其形成原因：雨后的天空悬浮着大量的细小水珠，水滴相当于三棱镜，太阳光照射到这些小
水珠上，经反射、折射后发生色散，如果这些色光刚好进入我们的眼睛，我们就能看到彩虹了。
【例题1】如图所示，让一束太阳光照射到三棱镜上，光从棱镜射出后，如果用一个白屏来接收，在
白屏上就形成一条彩色的光带。关于此实验现象，以下说法正确的是（ C ）
A．太阳光是单色光
B．太阳光是是由红色和紫色光组成的
C．各种色光在相关的折射过程中，偏折程度不同
D．各种色光在相关的反射过程中，偏折情况不同
【解析】太阳光是由七种单色光混合而成的，在光的色散实验中，三棱镜对各种单色光的折射程度不同，偏折程度不同。
探究二、色光的混合
1. 色光的三原色
人们发现，把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，能产生各种颜色的光，但是自然界中的红、绿、
蓝三种颜色的光无法用其他颜色的光混合的。因此把红、绿、蓝叫作色光的三原色。
色光的三原色 色光的混合
2. 色光的混合
【想一想】白光色散后的各种色光混合后又复合成了白光。那么这种单色光中的任意两种或几种混合
以后是什么颜色呢？
【结论】
（1）色光的混合
红、绿、蓝三种色光中，只要适当调配红、绿、蓝三种色光的比例，就可以产生各种颜色的光。色光
的混合规律是：红光+绿光→黄光；红光+蓝光→品红光；绿光+蓝光→青光；红光+绿光+蓝光→白光。
（2）电视机屏幕的三原色
我们看到的电视机、计算机显示器或手机屏幕上的丰富色彩就是由三原色光混合而成的。
【例题2】太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光，如果用一个白屏来承接，在白屏上
就形成一条彩色的光带，颜色依次是红、橙、黄、____、蓝、靛、紫。这种现象叫做光的色散。同时人们
发现，把红光、蓝光和以上空所填的色光按照不同比例混合后，可以产生各种颜色的光，所以这三种色光
叫做色光的__________。
【答案】绿，三原色。
【解析】牛顿用三棱镜做过一个光的色散实验，发现当太阳光经过三棱镜后，会分解成红、橙、黄、
绿、蓝、靛、紫七种单色光，这是光的色散现象。人们发现，把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以产生各种颜色的光，因此把红、绿、蓝叫
做色光的三原色。
探究三、看不见的光
1. 可见光谱
三棱镜可以把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫几种不同颜色的光，把它们按这个顺序排列
起来，就是可见光谱。
可见光谱
2. 红外线
（1）红外线：把红端之外的辐射叫作红外线。
【读一读】英国天文学家赫歇尔在1800年研究光谱中各种色光的热效应时，把一支灵敏温度计放在光
谱的红光区域的外侧，结果温度也会上升，说明这里也有能量辐射，只不过人眼看不见。把红光之外的辐
射叫作红外线。
（2）红外线的特性
①热作用强
一切物体都在不停地发射红外线，同时也在吸收其他物体发射来的红外线；物体的温度越高，辐射的
红外线越多（热学中的“热传递”实际上就是物体发射红外线）。
②红外线的穿透能力比较强。
【想一想】在生活、生产中，红外线有哪些应用？
【归纳】
（3）红外线的应用
①红外线加热（电烤箱、浴室暖灯、远红外取暖器、红外线理疗等）。是利用了物体吸收红外线后温
度升高的特性。
②红外线成像（红外胶片拍摄的“热谱图”）
一个物体，当温度升高时，尽管看起来外表还跟原来一样，但他辐射的红外线却会增强。人体生病的
时候，局部皮肤的温度异常，如果在照相机装上对红外线敏感的胶片，给皮肤拍照并与健康人的照片对比，
有助于诊断疾病。
③红外线夜视仪
夜间人的体温比野外外草木、岩石的温度高，人体辐射的红外线比他们强。人们根据这个道理制成了
红外线夜视仪。远红外取暖器 红外线夜视仪 “热谱图”
④红外线遥控（电视机空调遥控器、汽车遥控钥匙）
如电视机遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线，来实现电视机
的遥控。
3. 紫外线
德国化学家里特1801年在光谱的紫光区域外侧放置了一张照相底片，结果底片感光了，于是发现了紫
外线。
（1）紫外线：在光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫作紫外线。
（2）紫外线的特点与应用
【想一想】在生活、生产中，紫外线有哪些应用？
【归纳】在学生讨论的基础上，进行归纳讲解：
①紫外线具有生理作用。适当照射紫外线，有助于人体合成维生素D，维生素D能促进身体对钙的吸
收，对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。紫外线能杀死微生物，可用紫外线灭菌、治疗皮肤
病等。
②紫外线具有荧光效应。在紫外线照射下荧光物质会发出不同颜色的荧光，可用于鉴别纸币等。
【想一想】在生活、生产中，紫外线有什么危害？怎样防护？
（3）紫外线的危害与防护
【归纳】过强的紫外线能伤害人的皮肤，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。预防紫外线最好的办法
就是外出时戴上墨镜、遮阳伞或宽檐帽，避免在阳光直射的地方久待，眼睛不要对着太阳看。电焊的弧光
中有强烈的紫外线。因此电焊工人在工作时必须穿好工作服，并戴上防护面罩。
【例题3】如图，老师用测温枪给学生检测体温，测温枪的学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐
射测温仪”。它的原理是：被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体温度数值。下列关于红外线测温
仪的说法正确的是（ ）A．红外线用肉眼可观察到
B．红外线是声波的一种
C．红外线测温仪是通过测温枪发出红外线来测体温的
D．红外线测温仪能测体温，说明人体能对外辐射红外线
【答案】D
【解析】A. 红外线是不可见光，人肉眼是观察不到的，故A错误；
B. 红外线不是声波的一种，故B错误；
CD. 红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器，故C
错误，D正确。 故选D.
【例题4】下列仪器中，属于利用紫外线工作的是（ ）
A．非接触温度计 B．夜视仪 C．感应水龙头 D．杀菌灯
【答案】D
【解析】A．非接触温度计是利用红外线来工作的，故A不符合题意；
B．夜视仪是利用红外线来工作的，故B不符合题意；
C．感应水龙头是利用红外线来工作的，故C不符合题意；
D．杀菌灯是利用紫外线来工作的，故D符合题意。
故选D。
【归纳整理】【精讲点拨】
1．光的色散本质是光的折射。是利用了各种色光在玻璃或在水等介质中折射程度不同的原理来分散
各种色光的。因此小水珠使光形成彩虹、教材上水与平面镜使光发生色散都属同一原理。
2．红外线的一个重要特性是热作用强。所有物体都在不停地向外辐射红外线，物体的温度越高，红
外线的辐射越多。物体在红外线的照射下，温度会升高，红外线的很多用途都是依据此原理进行的。
3．红外线、紫外线都是不可见光，但它也是一种光，和可见光一样，在均匀介质中沿直线传播，遇
到障碍物会发生反射和折射。只有高温物体如太阳、弧光灯发出的光含有紫外线，低温物体发出的光几乎
没有紫外线；而一切物体都可以辐射红外线。
【课堂练习】
1. 感应水龙头无需人体直接接触，当手伸进感应窗前的感应区域时，机器自动出水；当手离开感应窗
前的感应区域时，机器自动关水，在节约用水的同时有效防止细菌交叉感染。感应水龙头能实现自动控制
主要是利用感应窗发出的（ ）
A．次声波 B．超声波 C．红外线 D．紫外线
【答案】C.
【详解】感应水龙头能实现自动控制主要是利用感应窗发出的红外线来工作的，故ABD不符合题意，
C符合题意。故选C。
2．下列设备中，利用紫外线工作的是（ ）
【答案】D.
【解析】A．红外线热作用强，一切物质不停地辐射红外线，所以可制成红外线感应水龙头，故A不
合题意；B．非接触温度计是利用了物体辐射红外线的原理，故B不合题意；C．红外线方向性好，可以用作电视遥控器，故C不合题意；D．紫外线有荧光效应，使荧光物质发出荧光，可以做成验钞机，故D符
合题意。
3. 光在真空的传播速度为______m/s。让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，如图，在白屏上就形成一
条彩色光带，这种现象叫做光的______，表明太阳光是由_____混合而成的，最早由英国物理学家______
发现的，其中红、绿、____被称作光的三原色。
【答案】3×108，色散，多种色光，牛顿，蓝。
【详解】光在真空中的传播速度是宇宙间最快的，为3×108m/s。
太阳光过棱镜后会分解成不同颜色的光，这是光的色散现象。这种现象说明太阳光不是单色光，是由
多种色光混合而成的。
光的色散现象最早由英国物理学家牛顿通过玻璃三棱镜将太阳光分解成彩色光带而发现的。
红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以产生各种颜色的光，因此把红、绿、蓝叫做色光三原色。
4. LED光源是利用红、______ 、蓝三原色，在计算机技术控制下任意混合，即可形成不同色光的
组合变化，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。在步枪的瞄准器上安装夜视仪，在夜间能捕捉到敌
人身体发出的_________，白光通过棱镜后，被“分解”成各种颜色的光，这种现象叫光的______。
【答案】绿，红外线，色散。
【详解】红、绿、蓝三种色光被称为色光的三原色。
一切物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越多，夜视仪是利用红外线工作的，在夜间
能捕捉到敌人身体发出的红外线。
白光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这种现象是光的色散；这说明
白光是由各种色光组成的。
5. 小明按如图所示的方法探究“光的色散现象”。
①小明在测量不同色光区域的温度时，惊奇地发现：将温度计放在红光的外侧时，温度计的示数会
________；说明红光的外侧有一种不可见光，这种光叫做______。
②若在紫光的外侧放置涂有荧光物质的纸条，则可观察到 ；说明在紫光的外侧也存在着
一种不可见光，这种光叫做 。
【答案】①升高，红外线；②纸条上的荧光物质发光，紫外线。
【详解】①红外线具有热效应，它位于红色光的外面，所以把温度计应放在红色光的外侧，温度计的示数会升高；这种光叫做红外线。
②在紫光之外有看不见的紫外线，紫外线最显著的效应是荧光效应，它可以使荧光物质发光． 这种
光叫做紫外线。
6．小明为研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°
角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射后射向平面镜，被平面镜反射再经水面
折射后照在墙上。则可在墙上看到 （ ）
A．上紫下红的彩色光带 B．上红下紫的彩色光带
C．外红内紫的环状光带 D．一片白光
【答案】B。
【详解】平面镜M左边的水相当于一个三棱镜，一束白光经水折射后，水面上靠近平面镜（相当于三
棱镜的顶部）一侧的是红光，所以经平面镜反射后，在墙上是上红下紫的彩色光带。故选B。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
