人教版八年级上册第四章 光现象第5节 光的色散优秀习题
展开课时4.5 光的色散(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.通过观察生活中的现象,知道太阳光是由各种色光组成的;
2.通过实验,了解太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的;
3.知道色光的三原色,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。
【知识导图】
【基础知识】
知识点一、光的色散
人们总是认为白色是最单纯的颜色。直到英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光,发现了光的色散现象,才揭开了光的颜色之谜。
1.现象探究:光的色散
(1)探究过程
如图,让一束太阳光照射到三棱镜上,通过三棱镜偏折后照射到白色光屏上,结果在光屏上出现一条彩色的光带,光带的颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
(2)探究归纳
①太阳光(白光)不是单色光,而是由各种颜色的光混合而成的,白光时复色光;
②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。
单色光和复色光
所谓的“单色光”是指白光经三棱镜折射后所分离出的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,因为这种被分解的色光,即使再一次通过三棱镜也不会再分解为其他的色光,所以物理学中将这七种颜色的光叫单色光;而由“单色光”混合成的光称为“复色光”。
2.色散的概念
太阳光是白光,它通过三棱镜后别分解成各种颜色的光,这种现象叫光的色散。
3.生活中的色散现象
雨后天空悬浮着大量细小的水珠,太阳光照射到这些小水珠上,经反射和折射后发生色散现象,形成绚丽的彩虹。
特别提醒: 三棱镜色散实验的实质是光的折射。太阳光从空气射向三棱镜时发生了折射,折射光从三棱镜射向空气时再次发生折射,由于各种色光发生折射的偏转程度不同,所以各种色光折射后就按一定的顺序分散成一条光带。 |
【典例1】2015年5月9日我国多地出现日晕奇观,图为日晕的景象,在5000m的高空,水蒸气遇冷形成小冰晶,太阳光照射小冰晶后,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环,称为“光晕”。下列说法正确的是( )。
A.水蒸气遇冷形成小冰晶是凝固现象;
B.水蒸气遇冷形成小冰晶需要吸热;
C.太阳光照射小冰晶后通过反射分解为七色光;
D.太阳光照射小冰晶后分解为七色光是光的色散现象
知识点二、探究光的折射时的特点
1.色光的三原色
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
不能简单的认为色光的混合是光的色散的逆过程。例如,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。
2.色光混合的应用
色光的混合在科学技术中有着广泛的应用,彩色电视机呈现的丰富的色彩就是由三原色混合而成的。彩色电视机的荧光屏上有着很多微小的发光点,分别能够发出红、绿、蓝三种色光,通过电路控制三种色光的强弱,就可混合处绚丽多彩的色彩。如果用放大镜观察正在播放节目的电视机屏幕,就能在屏幕上看到红、绿、蓝三种颜色的光点。
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。
【典例2】2020年6月29日,在我国四川盆地和福建附近出现一次罕见的日环食现象(如图甲所示),它的形成是由于光在真空中沿______传播的缘故。如图乙所示,一束白光经三棱镜后发生了光的色散现象,最早发现这一现象的物理学家是______,从图乙中可以看出红色光线的偏折程度最______。在各种不同色光中,红、______、蓝叫做三原色光。
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,它们按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列,形成太阳的可见光谱,如图所示。可见光指的是人眼可以看到的各种色光。
在可见光谱的红光之外有红外线,紫光之外有紫外线。红外线和紫外线人眼都看不见,这部分光叫做不可见光。
(1)太阳可以分解为七种单色光,但实际上大自然中的色彩远比这七种颜色更丰富,这是因为单色光按照不同比例混合后会产生各种不同颜色的光;
(2)大量实验发现,把红、绿、蓝三种色光按照不同比例混合,就可以产生各种颜色的光,而红、绿、蓝三种色光都不能由其他颜色的光混合而成,因此人们把红、绿、蓝叫做色光的三原色。
2.红外线
(1)概念
让一束白光通过三棱镜发生色散形成光谱,若将非常灵敏的温度计分别放到色散后不同颜色的光处,都能检测到温度的上升。如果把温度计放在红外以外的地方,温度也会上升,说明红外以外也有能量辐射,只不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫红外线。一切物体都在不断地辐射红外线,物体的温度越高,辐射出的红外线越强。
(2)特性及应用
特性 | 应用 | 工作原理 |
热作用强 | 红外线烤箱、用红外线烘干汽车表面的喷漆、浴室暖灯释放红外线、红外线理疗仪等 | 各种物体吸收了红外线后温度都会上升 |
穿透云雾能力强 | 红外线高空摄像机 | 利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线,再用电子仪器对接收到的信息进行处理,就可以显示出被测物体的形状和特征 |
抗干扰能力强 | 红外线遥控器 | 电视机、空调等家用电器的遥控器前端有一个发光二极管,按下不同的键时,发光二极管可以发出不同的红外脉冲,以实现对电视机、空调器的控制 |
一切物体都在不停辐射红外线,温度越高辐射越强 | 红外线测温仪、红外线夜视仪、红外感应灯、红外自动门、卫生洁具的自动控制等 | 人体可以发出红外线,可以通过红外线感应装置进行体温测量以及实现自动控制 |
3.紫外线
(1)概念:在光谱紫端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线。
(2)特性及应用
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 |
生理作用 | 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;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 |
(3)紫外线的危害
①过量的紫外线能伤害人的皮肤,轻则使皮肤粗糙,重则诱发皮肤癌。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防护服,戴好防护面罩;
②太阳光是天然紫外线的来源。太阳光中有大量的紫外线,如果这些紫外线全部到达地面,地球上的生物将不能生存。但太阳光中的紫外线大部分没能到达地面,这是因为大气层上部的臭氧层有能吸收太阳光中的紫外线的特性,大部分紫外线都被臭氧层吸收了,保护地球生物不受到紫外线的伤害,因而保护地球臭氧层具有重要的意义。
特别提醒: 1.红外线与红光、紫外线与紫光都是不同的,红外线和紫外线是看不见的光,而红光、紫光是可见光; 2.红外线、紫外线也是光,也遵循光的传播规律。在均匀同种介质中,红外线、紫外线也是沿直线传播的;若遇到反射面,也会发生反射,且反射时都遵循光的反射定律。 |
【典例3】电磁波家族成员很多,有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。电磁波与人们的生活密不可分,已渗透到我们生活的各个方面.关于电磁波的应用,下列说法正确的是( )。
A.验钞机利用红外线来辨别钞票真伪;
B.手机利用超声波波传递信号;
C.微波炉利用电磁波来加热食品;
D.遥控器利用紫外线实现对电视机遥控
【方法帮】
题型一:光的色散现象
色散与折射的联系与区别
色散是复色光分解为单色光的现象,色散可以利用棱镜的折射实现,也可以利用光栅等仪器来实现。
【典例4】如图,让一束太阳光照射三棱镜,射出的光射到竖直放置的白屏上。以下说法正确的是( )。
A.如果在白屏与棱镜之间竖直放一块红色玻璃,则白屏上其他颜色的光消失,只留下红色;
B.如果在白屏与棱镜之间竖直放一块蓝色玻璃,则白屏上蓝色光消失,留下其他颜色的光;
C.如果把一张红纸贴在白屏上,则在红纸上看到彩色光带;
D.如果把一张绿纸贴在白屏上,则在绿纸上看到除绿光外的其他颜色的光
题型二:红外线与紫外线的应用
红外线和紫外线的应用都是建立在其自身特点的基础上的。
(1)红外线具有热效应强,穿透能力强,一切物体都在不停地辐射红外线等特点,利用这些特点可制成热谱仪、夜视仪、红外遥感卫星等。
(2)紫外线具有化学作用、生理作用、荧光效应等特性,可用于紫外线摄影、灭菌灯、验钞机等。
【典例5】电磁波家族成员很多,有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等.电磁波与人们的生活密不可分,已渗透到我们生活的各个方面.关于电磁波的应用,下列说法正确的是( )。
A.验钞机利用红外线来辨别钞票真伪;
B.手机利用超声波波传递信号;
C.微波炉利用电磁波来加热食品;
D.遥控器利用紫外线实现对电视机遥控
题型三:光的色散实验(★易错)
★易错警示
(1)红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序可以理解为各种色光通过同一棱镜时偏折程度的不同,即红光的折射能力弱,偏折程度最小;紫光的折射能力强,偏折程度最大。
(2)一定要注意太阳光的色散实验中色光的偏折方向,偏折程度越大的色光,越靠近三棱镜的底边。
【典例6】如图为光的色散实验示意图。
(1)实验中可以观察到白屏从上到下依次分布的是 光;
(2)如果我们把一支温度计放在红光外侧,温度计的示数会上升,这种不可见光我们称为红外线,为了让温度计的示数上升更明显,你的改进方法是 ;
(3)若在三棱镜与白屏之间插一块红玻璃,则白屏上将会呈现 光;
(4)将红、绿、蓝三原色色光等比例混合后会复合成 光。
【中考帮】
考点一:光的色散
【典例】(2022·四川达州)2022年4月28日,君君中午一进家门就激动地喊道:“妈妈快看,太阳好漂亮!”妈妈到阳台往天空一看,原来达州上空出现了漂亮的日晕。日晕,又叫圆虹,是一种大气光学现象。它形成的原因是:在高空中有卷层云时,高空中会飘浮着无数由水蒸气___________(填物态变化)成的冰晶,当光线射入卷层云中的冰晶后会发生反射和___________,太阳光被分解成红、黄、绿、紫等多种色光,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环,称为晕。
中考考题要求同学们知道光的色散现象,知道太阳光是由七种单色光组成的复色光,能从物理学的角度理解生活中的现象。这是物理核心素养的物理观念的体现。
考点二:看不见的光
【典例】(2020·荆门)“新冠肺炎”疫情期间,我们经常使用一种叫“测温枪”的测温仪器,只要把“枪口”对准人的额头或手腕,“枪尾”的显示屏就能用数字直接报告人体的温度,测温枪测温利用的是( )。
A. 红外线 B. 紫外线 C. 红光 D. 紫光
中考考题要求同学们能从物理学的角度认识红外线、紫外线,知道红外线、紫外线的特点及在生活中的常见应用。这是物理核心素养的物理观念的体现。
考点三:三原色
【典例】(2022·百色)光的世界变幻莫测,奥秘无穷。雨后天空出现七色彩虹,这是光的__________现象,其中红、__________、蓝三种颜色的光被称为光的“三基色”。
【作业帮】
一、基础练(知识巩固)
1.体温检测是新冠肺炎疫情防控工作中的重要环节,常用工具有水银体温计和红外线测温枪下列说法正确的是( )。
A.红外线属于可见光;
B.水银体温计利用了气体热胀冷缩的原理;
C.使用水银体温计之前,应该用沸水给体温计消毒;
D.使用水银体温计之前,要拿着体温计用力向下,把水银甩下去
2.生物学研究表明,绿色植物的生长需要光;而物理学研究表明,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的由此可以初步推测,不利于绿色植物生长的光是( )。
A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光
3.空调遥控器能够控制空调的开机、关机、调温等,利用的是( )。
A.红外线 B.紫外线 C.X射线 D.可见光
4.如图所示,将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上,在棱镜后侧光屏上的 AB 范围内观察到了不同颜色的光,则( )。
A.AB 范围 A 的外侧能使荧光物质发光;
B.只有 AB 之间有光;
C.将温度计放到 AB 范围 A 的外侧温度会升得更高;
D.该实验证明了太阳光是单色光
5.实验表明,辐射式体温计不接触人体,因为接收到人体发出的______,可粗略测量出人的体温。如图所示,让红、绿、蓝三种单色光等比例照射到屏上,中间叠加区域呈______色。
6.光在真空中的传播速度是______km/s,太阳距地球1.5×1011m,太阳发出的光要经过_______s才能到达地球,太阳光经______镜可分解成______橙、黄、绿、______靛、紫等色光。
二、综合练(能力提升)
7.如图所示,这是牛顿曾经做过的光的色散实验。实验中将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上,在棱镜后侧光屏上的AB范围内可以观察到不同颜色的光,则下列说法正确的是( )。
A.将电子温度计放在①处,会看到温度上升;
B.②处是红色光,偏折程度最大;
C.任何色光通过三棱镜后都会分解为其他色光;
D.将面值100元的钞票放在③处,会看到“100”字样发光
8.下列关于光现象的说法正确的是( ) 。
A.图-1中,手影是光的反射形成的;
B.图-2中,潜望镜利用光的折射来观察物体;
C.图-3中,光的色散现象表明太阳光是由多种色光组成的;
D.图-4中,吸管“错位”是光沿直线传播形成的
9.疫情居家期间,小亮打开电视机收看《空中课堂》节目。下列说法正确的是( )。
A.彩色电视机面面上的丰富色彩是由红、绿、蓝三种色光混合而成的;
B.电视屏幕上的白光是一种单色光;
C.电视机遥控器利用紫外线实现对电视机的控制;
D.发光的电视屏幕是天然光源
10.将一块平面镜斜插入盛有水的水槽中,让太阳光照射在平面镜水下部分,并反射到手中的白纸上,纸上出现了彩色的条纹,此时平面镜上方的水类似于 _____(填写一个光学元件名称),太阳光照射到其上发生了 _____。此实验说明:同一介质对不同色光的 _____是不同的。
三、培优练(挑战自我)
11.关于不可见光的说法错误的是( )。
A.所有的物体都能辐射红外线;
B.在青藏高原,白内障疾病发病率很高,这与该地区太阳的紫外线辐射很强有关;
C.适当接受紫外线照射对人体有益;
D.电视机遥控机运用了紫外线,可以起到杀菌消毒作用
12.在光的色散实验中,一束太阳光通过三棱镜后,只有用 ______(选填“白”或“黑”)色光屏来承接,我们才能看到七彩光带。2019年8月,我国发行了第五套人民币,可以用______来辨别真伪。如今4K电视越来越普及,4K电视的屏幕上约有3840×2160个像素点,而每个像素点又是由红、______、蓝三种颜色的子像素点组成。
13.请写出下列现象所对应的物理知识:
A.在平静的湖面可以看到蓝天白云______;
B.游泳池注水后,看上去变浅了______;
C.光遇到不透明物体后,可形成影子______;
D.太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带______;
E.阳光透过树叶缝隙射到地上形成圆形光斑______。
人教版八年级上册第5节 光的色散一课一练: 这是一份人教版八年级上册第5节 光的色散一课一练,共11页。试卷主要包含了5 光的色散》同步练习卷,下列光现象与其成因对应正确的是,图中不属于紫外线应用与防护的是,下列关于光现象的说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级上册第5节 光的色散课后练习题: 这是一份初中物理人教版八年级上册第5节 光的色散课后练习题,共12页。试卷主要包含了5 光的色散》同步练习,关于光现象,以下说法正确的是,下列说法中正确的是,下列有关光现象的说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
初中物理人教版八年级上册第5节 光的色散课后复习题: 这是一份初中物理人教版八年级上册第5节 光的色散课后复习题,共12页。试卷主要包含了5 光的色散》同步练习,下列光现象与其成因对应正确的是,绿色植物的叶片呈绿色,是由于等内容,欢迎下载使用。