光的色散、物體的顏色

光的色散、物體的顏色主講：黃岡中學(xué)優(yōu)秀物理教師岑棟一、 知識概述本節(jié)課我們學(xué)習(xí)光學(xué)知識，這節(jié)課的目標(biāo)是：知道光的色散現(xiàn)象；知道白光由不同的色光組成；知道白光通過三棱鏡折射后，色散光譜的七色排列順序；知道同一介質(zhì)對不同的色光折射本領(lǐng)不同；知道透明物體和不透明物體的顏色；最后了解紅外線和紫外線的基本特性和應(yīng)用。二、 重點知識講解1、色散在17世紀(jì)以前，人們一直認(rèn)為白色是最單純的顏色，直到偉大的物理學(xué)家牛頓做了色散實驗，才揭開了光的顏色的秘密.我們看下面的色散實驗：如圖所示，讓一束白光射到三棱鏡上，通過三棱鏡偏射后照到白屏上，出現(xiàn)了一條不同顏色依排列的彩色亮帶，這條亮帶叫做光譜.這個現(xiàn)象的產(chǎn)生表明：第一，白光不是單色的，而是由各種單色光組成的復(fù)色光；第二，不同的單色光通過棱鏡時偏折的程度是不同的.實驗中紅光偏折的程度最小，紫光偏折的程度最大.各單色光偏折的程度從小到大按照紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序排列.2、光的三原色和顏料的三原色人們發(fā)現(xiàn)，紅、綠、藍(lán)三色光混合能產(chǎn)生各種顏色的光，因此把紅、綠、藍(lán)三種色光叫做光的三原色.彩色電視就是利用色光的混合調(diào)出各種色彩來的?彩色電視機的熒光屏上有很多微小的格子，分別涂有能發(fā)出紅、綠、藍(lán)色光的物質(zhì)，當(dāng)三束電子流分別打到這三種物質(zhì)上時，就發(fā)出紅、綠、藍(lán)的光.這三束電子流的強弱分別影響著三種色光的強弱，由此混合出絢麗多彩的各種色彩.看電視時，如果用放大鏡觀察電視機的熒光屏，就能看到屏上紅、綠、藍(lán)的光點.3、顏料的三原色：紅、黃、藍(lán)。顏料的混合，其顏色由混合后的顏料反射出光的顏色所決定.例如黃顏料和藍(lán)顏料混合后主要反射綠色光，反而呈現(xiàn)出綠色來.4、物體的顏色：透明物體的顏色是由它能夠透過的色光決定的。不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。光射到物體上時，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收。如果物體是透明的，還有一部分光透過物體。不同物體，對不同色光的反射、吸收和透過的情況不同，因此呈現(xiàn)出不同的顏色。在圖甲所示的實驗中，在棱鏡和白屏之間放一塊紅玻璃，白屏上就只出現(xiàn)一條紅光帶（圖甲）；如果放一塊藍(lán)玻璃，白屏上就只出現(xiàn)一條藍(lán)光帶。這表明，有色的透明體透過什么色光，它就是什么顏色。透明體的顏色是由它透過的色光決定的。在圖甲的實驗中，如果在白屏上貼一張紅紙，屏上就只有被紅光照射的地方是亮的，其他地方是暗的；如果在白屏上貼一張綠紙，屏上就只有被綠光照射的部分是亮的（圖乙）。就是說，有色的不透明體反射與它顏色相同的光。如果在白屏上貼一張黑紙，不論什么色光照射的地方都是黑的，沒有亮光。這表明黑色物體吸收各種顏色的光。相反，在白屏上能看到各種色光，表明白色物體反射各種色光。所以白色物體在紅光照射下呈紅色，在藍(lán)光照射下呈藍(lán)色。紅坯璃白屏圈甲紅玻璃只透過紅比圍乙綠繪只哎射綠光5、關(guān)于紅外線：紅外線是波長比紅光更長的一種不可見光。一切物體都可以發(fā)射紅外線，溫度較高的物體發(fā)出的紅外線越多。紅外線在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科研和人民生活中都有廣泛的應(yīng)用：紅外線遙控、紅線攝影、紅外鼠標(biāo)、紅外鍵盤、紅外線夜視器、紅外線取暖器 等等。關(guān)于紫外線：波長比紫光更短的光，叫紫外線。太陽、弧光燈發(fā)出的光都含有紫外線，利用氣體放電也可以激發(fā)紫外線。紫外線的主要作用是化學(xué)作用，它很容易使照相底片感光，用紫外線可以拍攝出清晰的犯罪分子留下的手指的指紋、紫外線還可以消毒殺菌一一等。但要注意的是過強的紫外線有致癌作用。大氣中的臭氧層能吸收太陽光里的紫外線保護(hù)地球上的生物免遭滅頂之災(zāi)。典型例題例1、在商店里買布時，特別是花布，為了看清顏色，要把布拿到陽光下觀察，而不是在日光燈下看，這是為什么？解析：因為太陽光中色光最全，而且各種色光的強度也比較均勻，照在花布上，反射出的光就是花布上的各種顏色.而日光燈的色光不全，偏重靛、紫光，所以不管什么顏色在日光燈下都帶有一點灰暗的色調(diào)例2、小蕓透過藍(lán)色玻璃看物體時發(fā)現(xiàn)，觀察白色物體時，看到的是藍(lán)色的，而觀察其他顏色的物體時，卻是黑色的，這是為什么?解析：透明物體的顏色由它透過的色光決定的，藍(lán)色玻璃只有藍(lán)光能夠通過，其他顏色全被它吸收，而不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，其他顏色的光被吸收．白色物體可以反射各種色光，而黑色物體不反射任何色光．因此，當(dāng)觀察白色物體時，透過玻璃的藍(lán)光被白色物體反射，看上去是藍(lán)色的．而看其他顏色物體時，透過玻璃的藍(lán)光被物體吸收，不向外反射，所以看上去是黑色的．例3、下列關(guān)于紫外線的說法不正確的是（）醫(yī)院里和食品加工廠及一些公共場合經(jīng)常利用紫外線進(jìn)行殺菌紫外線對人體沒好處利用紫外線攝像頭可以在沒有可見光的情況下攝影—切生物發(fā)出的光中都有紫外線分析：紫外線的主要特性是化學(xué)作用強，很容易使照相底片感光，可以用紫外線攝影。紫外線的生理作用強，能殺菌，在醫(yī)院里經(jīng)常用紫外線燈來殺菌，因此AC是正確的適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D,維生素D能促使身體對鈣的吸收，對于骨骼的生長和人體健康都有好處，選項B錯誤，高溫物體發(fā)出的光中都有紫外線，而低溫物體發(fā)出的光中幾乎沒有紫外線，選項D是錯誤的。答案：BD例4、探究“彩虹的秘密”：去年8月6日，持久高溫的杭州突降暴雨．難得一見的是，在東邊驚現(xiàn)久違了的彩虹，格外迷人．你見過絢麗多彩的彩虹嗎?是否愿意自己動手做一個彩虹生成實驗?實驗過程如下：陽光是由七種色光組合而成，下雨時（或雨后）空中懸浮著很多的小水滴，無數(shù)的小水滴，相當(dāng)于一個個小棱鏡，陽光由空氣進(jìn)入小水滴發(fā)生第一次偏折，再由小水滴進(jìn)入空氣中發(fā)生第二次偏折，從而將陽光分散成七種色光，便發(fā)生色散現(xiàn)象，形成彩虹．想一想：丿111、丿L_l、?（1）觀看彩虹時，應(yīng)該迎著陽光觀察，還是背對陽光觀察?（2）你的彩虹生成實驗是怎樣做的?成功了嗎?若沒有成功，估計哪一個環(huán)節(jié)出了問題?解析：彩虹是太陽光穿透雨的顆粒時形成的。原本光是筆直行進(jìn)的，但它也具有一旦進(jìn)入水中就會折射的性質(zhì)。因此太陽光在通過雨的顆粒時就會折射。此時，由于光折射的角度因顏色而各異，所以七種顏色會以各自不同的角度折射。所以七種顏色會很漂亮地排列起來。這就是形成彩虹的原理。因為彩虹呈現(xiàn)于與太陽方向相反的天空，所以想在雨后看彩虹時要背對著太陽。所以早晨的彩虹出現(xiàn)在西方，黃昏的彩虹總在東方出現(xiàn)。答案：（1）觀看彩虹時，應(yīng)背對陽光，中午時分是看不到彩虹的．（2）本實驗的關(guān)鍵之處是要有陽光和利用或制造出懸浮在空中的水霧．取一根帶尖嘴的玻璃管，用橡皮管與水龍頭相連，打開水龍頭，在空中形成一拋物狀噴泉，噴泉周圍形成無數(shù)小水珠，我們背對太陽光，能觀察到美麗的人造彩虹，這是噴霧成虹實驗．例5、下列說法正確的是（）玻璃呈“無色”是因為它能透過一切色光衣服呈白色是因為它能發(fā)出白光衣服呈紅光是因為它能反射一切色光物體呈黑色是因為它能反射一切色光答案：A例6、戴藍(lán)色眼鏡看白紙，白紙呈藍(lán)色，是因為（白紙反射來的光通過眼鏡，被眼鏡染成藍(lán)色白紙只能反色藍(lán)光藍(lán)色眼鏡發(fā)出藍(lán)光照在白紙上藍(lán)色眼鏡只能透過白紙反射光中的藍(lán)光答案：D例7、在沒有其他光照情況下，舞臺追光燈發(fā)出的綠光照在穿白色上衣，紅裙子的演員身上，觀眾看到她是（）全身呈綠色上衣呈綠色，裙子不變色上衣呈綠色，裙子呈紫色 D.上衣呈綠色，裙子呈黑色答案：D例8、下列設(shè)備中，