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第四章 光现象（解析版）
课时4.5 光的色散
2022年课程标准 物理素养
物理观念：光的色散，单色光和复色光，光的三原色，红外线和紫
外线。
科学思维：通过实验了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
2.3.6 通过实验，了解白光的组
七色光组成的。
成和不同色光混合的现象。
科学探究：探究光的色散。
科学态度与责任：能通过实验的探究，感受物理的奇妙；能够利用
所学知识解释和解决相关问题。
知识点一、光的色散
1.光的色散
问 题
人们早就学会将金刚石、水晶打磨成各种饰品在阳光的照耀下，它们会发出彩虹一般的光彩，令人
赏心悦目。这么美丽的色彩是怎样形成的呢?
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，这才揭开了光的颜色之谜。
演示：光的色散
让一束太阳光照射到三棱镜上（如下图）。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。
（1）光的色散：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）太阳光是复色光。
①单色光：不能够被三棱镜分解得光。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。
（3）不同的单色光通过三棱镜时偏折程度不同，红光偏折最小，紫光偏折程度最大。各种单色光偏
折程度从小到大依次为红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光和紫光。
2.生活中的色散现象
彩虹就是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。
特别提醒
（1）光的色散实质：光的折射。
（2024·江苏泰州·二模）一束白光斜射入三棱镜的一个棱面，会发生 现象，在另
一侧的光屏上ab范围内将会出现红橙黄绿蓝靛紫的彩色带，a端将呈现 光。
【答案】 色散 红
【详解】[1][2]当白光经过三棱镜后，会发生色散现象，分解成七种单色光，从上到下依次为红、橙、黄、
绿、蓝、靛、紫七种单色光，所以a为红光。
知识点二、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，就可以看到各种颜色，因此把红、绿、蓝叫作
色光的三原色。
（1）色光的三原色：红、绿、蓝。
（2）色光的混合
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。
特别提醒
红光和绿光能混合成黄光，但黄光通过三棱镜时并不能分解成红光和绿光。
拓展——物体的颜色
一般来说，物体呈现出不同的颜色是由物体对不同色光的作用决定的。
（1）透明物体的颜色是由该物体能透过的色光决定的。例如，红色玻璃片呈现红色，是因为它只能
透过红颜色的光，吸收其他颜色的光；（2）不透明物体的颜色是由该物体能反射的色光的颜色决定的。例如，绿纸呈现绿色，是因为它只
反射绿光，吸收其他色光；黑色物体吸收各种色光，不反射任何颜色的光；白色物体反射所有色光，不
吸收任何色光。
知识点三、看不见的光
1.可见光谱
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光，它们按照一定的顺序排列，形成太阳的可见光谱（如下图）。
2.红外线
（1）红外线
如果把非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处，都能够检测到温度的上升。值得注意的
是，在可见光谱的红端以外的部分，温度也会上升，说明这里也有能量辐射，只不过人眼看不见。我们
把红端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。
②红外线的穿透能力比较强。
（3）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，当他的温度升高时，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。
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（1）紫外线
在光谱的紫端以外，还有一种看不见的光，叫紫外线。
（2）紫外线的特点
①紫外线的化学作用强，很容易使相片底片感光；
②紫外线的生理作用强，能杀死微生物；
③荧光效应——紫外线能使荧光物质发光。
（3）紫外线的应用
①紫外线能促使人体合成维生素D，这种维生素有助于人体对钙的吸收，所以适当的紫外线照射对于
骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。
②医用消毒。紫外线能杀死微生物，所以医院的手术室、病房里，常用紫外线来灭菌。
③防伪措施。紫外线有荧光作用，大额钞票上一般有用荧光物质印刷的文字，用紫外线照射会发出
可见光，由此来判断钞票的真假，这是一种防伪措施。
（4）紫外线的防护
过量的紫外线照射对人体有害，可使皮肤灼伤，甚至致癌。
防护紫外线的方法：太阳光是天然紫外线的最重要来源。人们外出时戴上墨镜、遮阳伞或者宽檐帽，
避免在阳光直射的地方久待，阳光直射紫外线强的时间段减少外出，眼睛不要对着太阳看。
（23-24八年级下·河北邯郸·期中）疫情期间，学校为了有效防控疫情，师生进入校园时
必须用测温枪测量体温，测温枪是通过检测人体辐射的 来测量体温的，为了给教室消毒，在教室
里安装了 消毒灯（选填“红外线”或“紫外线”）。
【答案】 红外线 紫外线
【详解】[1][2]人体可以对外辐射红外线，测温枪通过检测人体辐射的红外线的强弱来检测体温；紫外线
能杀死微生物，常用紫外线灯来灭菌。
问题一：生活中的色散现象
1.彩虹：是太阳光在传播过程中遇到空气中的水滴，经反射、折射后产生的现象。
【典例1】（2024·广东揭阳·一模）如图所示，2024年3月29日，揭东地区的人们看到太阳的周围出现一个彩色的光圈，仿佛祥瑞降临。这是一种罕见的天象——日晕，它是光透过高空云层中的冰晶
形成的（选填“直线传播”、“反射”或“折射”），这种现象说明太阳光 （选填“是”或“不
是”）单色光。光的三原色为红、 、蓝。
【答案】 折射 不是 绿
【详解】[1][2]光在不同或不均匀介质中传播时会发生折射。太阳光从空气能穿过云层进入小冰晶，在小
冰晶上发生折射。看上去在太阳的周围出现一个圆圈，由内而外呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜
色，这就是“日晕”，是光的色散现象。这一现象表明，太阳光不是单色光，是由七种颜色的光组成。
[3]光的三原色是指红、绿、蓝三种颜色。
【变式1-1】（23-24九年级下·江西吉安·阶段练习）如图所示，一束太阳光通过三棱镜后，在白色光
屏上呈现彩色光带，这是光的 现象，光屏上A、B是光带边缘的色光，其中A为 光。
【答案】 色散 紫
【详解】[1]不同颜色的光的折射本领不同，太阳光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、
蓝、靛、紫的色带，这一现象叫光的色散现象。
[2]图中三棱镜是倒置，因此从B到A依次呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光，故A为紫
光。
问题二：红外线和紫外线的应用
1.红外线
特性 应用
红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆、浴室暖灯释放红外
热作用强
线、红外线理疗仪等
穿透云雾能力强 红外线高空摄像机
抗干扰能力强 红外线遥控器
一切物体都在不停辐射红外 红外线测温仪、红外线夜视仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁
线，温度越高辐射越强 具的自动控制等
2.紫外线特性 应用
化学作用 紫外线可以照相机的胶片感光，因而可利用紫外线进行摄影
适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，对骨骼的生长和身体健康都有好处；
生理作用
紫外线能杀死微生物，可用紫外线灯霉菌、治疗皮肤病等
荧光作用 在紫外线照射下荧光物质会发光，可用于鉴别纸币、古字画及商标的真伪等
【典例2】（23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习）关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A．适当的紫外线照射可促进人体骨骼生长
B．我们能看到投影屏幕上的画面，是因为屏幕是光源
C．“晒太阳”取暖，是利用了太阳光中紫外线的热效应
D．五星红旗是红色的，是因为它能吸收红光，反射其他色光
【答案】A
【详解】A．适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，促进人体对钙的吸收，有利于骨骼的生长和身
体的健康，故A正确；
B．投影屏幕本身不能发光，我们能看到画面，是因为屏幕反射的光线进入眼睛，故B错误；
C．“晒太阳”取暖，是利用了太阳光中红外线的热效应，故C错误；
D．五星红旗呈现红色是因为它反射了红光，吸收了其它色光造成的，故D错误.
故选A。
【变式2-1】（23-24八年级上·陕西安康·期中）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
【详解】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。【基础强化】
1．（23-24八年级下·上海·期末）雨后的天空有时会出现七色的彩虹，这种由复色光分解成几种单色光的
现象，叫做光的 现象，这表明太阳光是一种 光（选填“单色”或“复色”）；在各种
色光中， 红、绿和 光称为光的三原色。
【答案】 色散 复色 蓝
【解析】【小题1】[1][2]当太阳光经过空气中的小水珠后，会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种
单色光，这是光的色散现象，由此可知，太阳光为复色光。
[3]自然界中，红、绿、蓝三种颜色的光是无法用其他颜色的光混合而成的，因此它们被称为光的三原色。
2．（2024·吉林松原·二模）乾安丽水公园，风景优美。岸边的树木在水中的“倒影”是由于光反射而形
成的 像（选填“实”或“虚”）。漫步河畔，会看见水中的小鱼，小鱼的实际位置要比看到
的 （选填“深”或“浅”）。雨后的水面在彩虹的映衬下分外妖娆，彩虹是光的
形成的。
【答案】 虚 深 色散
【解析】[1]平静的湖水相当于平面镜，岸边的树木在水中的“倒影”是由于光在水面发生镜面反射而形
成的虚像。
[2]我们看到的水中的鱼，是由光的折射形成的虚像，在折射光线的反向延长线上，由于折射光线向水面
偏折，折射光线相对于入射光线位置升高了，所以看到的水中的鱼位置比实际位置浅，即小鱼的实际位
置要比看到的深。
[3]雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠
折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形
成的。
3．（2024·江苏徐州·二模）条形码通常由黑色和白色的平行线条组成，这些线条的排列和间距代表了特
定的信息。当条形码扫描器照射它时，黑条纹将光 （选填“反射”或“吸收”），白条纹
将光 （选填“反射”或“吸收”），再通过电脑解码就可以获取考生相关信息。如果条形码
贴歪一些，将 （选填“影响”或“不影响”）信息的读取。
【答案】 吸收 反射 不影响
【详解】[1][2]不透明物体的颜色由物体反射的色光决定的，白色反射所有的色光，黑色吸收所有的色光，故当条形码扫描器照射条形码时，黑条纹将光吸收，白条纹将光反射，再通过电脑解码就可以获取考生
相关信息；
[3]我们能够从不同的角度看到二维码，是因为光在这些物体表面发生了漫反射的缘故，所以条形码贴歪
不影响信息的读取。
【素养提升】
4．（2024·重庆南川·模拟预测）如图所示光现象，由于光的折射形成的是（ ）
A． 树底下的光斑 B． 看镜子中的自己
C． 水面中高楼的倒影D． 雨后天空中的彩虹
【答案】D
【详解】A．树底下的光斑，这是小孔成像现象。小孔成像是由光的直线传播形成的，故A不符合题意；
B．看镜子中的自己，这是平面镜成像现象。平面镜成像是由光的反射形成的，故B不符合题意；
C．水面中高楼的倒影，属于平面镜成像现象，是由光的反射形成的。故C不符合题意；
D．雨后天空中的彩虹，这是光的色散现象。当阳光穿过雨后悬浮在空气中的小水滴时发生折射，光线会
被分解成不同颜色的光，形成彩虹。故D符合题意。
故选D。
5．（2024·山东淄博·二模）中华古诗词意境优美，下列对古诗词中涉及到的光现象解释正确的是
（ ）
A．“峰多巧障日”是因为光发生了折射现象 B．“掬水月在手”是光的直线传播形成的
C．“潭清疑水浅”是光的反射形成的 D．“雨霁彩虹卧”是光的色散形成的
【答案】D
【详解】A．“峰多巧障日”是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，故A错误；
B．“掬水月在手”是平面镜成像现象，是由光的反射形成的，故B错误；
C．“潭清疑水浅”是因为光从水中斜射入空气中时发生了折射现象，故C错误；
D．“雨霁彩虹卧”，是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各
种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故D正确。
故选D。6．（2024·湖北十堰·二模）下列四个实验是八年级物理教科书中探究光现象的四幅插图，其中说法正确
的是（ ）
A．甲图所示，平面镜成像时进入眼睛的光是从像发出的
B．在乙图实验中，当入射光线顺时针转动时，反射光线逆时针转动
C．丙图实验在光的漫反射现象中，不遵守光的反射定律
D．丁图实验表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
【答案】B
【详解】A．平面镜成虚像，虚像是反射光线的反向延长线会聚而成的，虚像不会发出光线，故A错误；
B．实验中法线位置不动，使入射光线顺时针方向转动，可观察到反射光线逆时针方向转动，反射角始终
等于入射角，故B正确；
C．镜面反射和漫反射都遵守光的反射定律，故C错误；
D．太阳光经过三棱镜色散后，紫光的偏折程度应最大，应在下方，红光偏折程度最小，应在上方，故D
错误。
故选B。
7．（2024·江苏宿迁·一模）下列关于光现象的描述，错误的是（ ）
A．“人面桃花相映红”中桃花看起来是红色的原因是吸收了红光
B．《玄贞子》中记载“背日喷乎水，成虹霓之状”，因为太阳光能产生色散
C．验钞机能显示钞票上隐藏的标记，因为紫外线能使荧光物质发光
D．教室内同学会看到“黑板反光”现象，因为光在黑板上发生了镜面反射
【答案】A
【详解】A．桃花是不透明物体，太阳光照射到红色的桃花上，其他颜色的光都被桃花吸收了，只有红光
被反射到人的眼睛里，所以看到的桃花是红色的，故A错误，符合题意；
B．“背日喷乎水，成虹霓之状”描写的是人工虹，这是喷出的水散开后，空中有大量的小水滴，太阳光
照在这些小水滴上，被分解为绚丽的七色光，也就是光的色散，故B正确，不符合题意；
C．紫外线可以使荧光物质发光，钞票上某些位置用荧光物质印上标记，在紫外线下照射下识别这些标记，
从而辨别钞票的真伪，故C正确，不符合题意；
D．黑板“反光”是因为黑板发生了镜面反射，黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强，使人无法看清黑
板上的字，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．（2024·江苏南通·一模）下列关于光现象的描述，错误的是（ ）
A．五星红旗是红色的，国旗反射了红光
B．光的色散实验说明了太阳光是单色光C．紫外线能验钞，因为紫外线能使荧光物质发光
D．教室黑板反光，因为光在黑板上发生镜面反射
【答案】B
【详解】A．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。五星红旗是红色的，是因为红旗反射了红光，
故A正确，不符合题意；
B．根据光的色散实验可知，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的，太阳光属于复
色光，故B错误，符合题意；
C．根据紫外线有杀菌作用制成消毒灯；根据紫外线能使荧光物质发光制成验钞机，故C正确，不符合题
意；
D．黑板反光是因为光在黑板上发生了镜面反射，黑板反射的光线比粉笔字反射的光线强，使人无法看清
黑板上的字，故D正确，不符合题意。
故选B。
【能力培优】
9．（2024·贵州·一模）（多选）雨后天晴，天空中出现一道亮丽的彩虹，如图所示。下列有关彩虹这一
光学现象分析正确的是（ ）
A．彩虹是由于光在空气中沿直线传播形成的
B．彩虹是一条彩色光带，说明太阳光是复色光
C．悬浮在空中的细小水珠为彩虹形成提供了条件
D．太阳光被分解形成彩虹时，不同色光的折射角不同
【答案】BCD
【详解】A．彩虹是光的色散现象，是由于光的折射形成的，故A错误；
BD．光的色散现象说明太阳光是复色光，但由于不同色光在水滴中折射角度不同，所以会有多种色光，
故BD正确；
C．太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射后分成多种彩色光形成彩虹，故C正确。
故选BCD。
10．（22-23八年级上·江苏盐城·期末）阅读短文，回答问题。
虹和霓
雨过天晴，人们常会在与太阳光相对方向的天空看到一明一暗的两道弧形彩色光带，即虹霓景象，虹一
般比霓更清晰。
如图甲所示，为一束红色激光从点B进入圆球形水球，先后经点C、D射出水滴的光路。当光线到达半空
中圆球形水珠外侧或内侧上的某点（入射点）时，连接该点和水珠球心O的直线（图中未画出），就是
该入射点处的法线。虹和霓都是因为阳光照射到空中圆球形的小水滴时，发生光的折射及反射而形成的，如图乙所示为虹的
形成光路，图丙所示为霓的形成光路。
（1）不同色光通过圆形水珠时的偏折程度是不同的，紫光的偏折程度比红光 （大/小）；
（2）太阳光被圆形水珠色散的原因是发生了光的 现象；
（3）仅用红、绿、蓝光中的某一种色光照射充有水雾的空气 （会/不会）出现虹霓现象；
（4）下列对虹与霓现象的认识中，正确的是 ；
A．虹比霓清晰，是因为入射光的强度不同
B．虹比霓清晰，是因为光的折射次数不同
C．虹比霓清晰，是因为光的反射次数不同
D．虹比霓清晰，是因为色光分布次序不同
（5）图甲中，若∠BCD=60 ，则红色激光进入水珠时的折射角为 。
【答案】 大 折射和反射 不会 C 30°
【详解】（1）[1]由图乙可知，红光在上，紫光在下，所以紫光的偏折程度比红光大。
（2）[2]由材料表述可知，太阳光被球形水珠色散的原因是发生了光的折射和反射现象。
（3）[3]用红、绿、蓝光中的某一色光照射充有水雾的空气，由于它们是单色光，所以不会出现虹霓现象。
（4）[4]由材料表述和图乙、丙可知，虹比霓清晰，且它们对光的反射次数不同，霓的反射次数更多一些，
故C符合题意。
故选C。
（5）[5]如图所示，连接BO和CO即为过B和C点的法线，若∠BCD= 60°，则∠ BCO = 30°，由于∆BOC
组成等腰三角形，则∠CBO=30°，即红色激光进入水珠时的折射角为30°
