知識(shí)點(diǎn)一、光的色散
1.光的色散
問 題
人們?cè)缇蛯W(xué)會(huì)將金剛石、水晶打磨成各種飾品在陽光的照耀下,它們會(huì)發(fā)出彩虹一般的光彩,令人賞心悅目。這么美麗的色彩是怎樣形成的呢?
17世紀(jì)以前,人們一直認(rèn)為白色是最單純的顏色。直到1666年,英國物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡分解了太陽光,這才揭開了光的顏色之謎。
演示:光的色散
讓一束太陽光照射到三棱鏡上(如下圖)。從三棱鏡射出的光有什么變化?
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:白光經(jīng)兩次折射后,在屏幕上形成了一條彩色光帶。顏色依次為:紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。
(1)光的色散:太陽光(白光)經(jīng)過三棱鏡被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種顏色的光,這種現(xiàn)象叫光的色散。
(2)太陽光是復(fù)色光。
①單色光:不能夠被三棱鏡分解得光。紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫是單色光。
②復(fù)色光:是由各種單色光組成的光。
(3)不同的單色光通過三棱鏡時(shí)偏折程度不同,紅光偏折最小,紫光偏折程度最小。各種單色光偏折程度從小到小依次為紅光、橙光、黃光、綠光、藍(lán)光、靛光和紫光。
2.生活中的色散現(xiàn)象
彩虹就是太陽光在傳播過程中遇到空氣中的水滴,經(jīng)反射、折射后產(chǎn)生的現(xiàn)象。
特別提醒
(1)光的色散實(shí)質(zhì):光的折射。
(2024·江蘇泰州·二模)一束白光斜射入三棱鏡的一個(gè)棱面,會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象,在另一側(cè)的光屏上ab范圍內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)紅橙黃綠藍(lán)靛紫的彩色帶,a端將呈現(xiàn) 光。
知識(shí)點(diǎn)二、色光的混合
1.色光的三原色
人們發(fā)現(xiàn),把紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合,就可以看到各種顏色,因此把紅、綠、藍(lán)叫作色光的三原色。
(1)色光的三原色:紅、綠、藍(lán)。

(2)色光的混合
我們看到的視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器或手機(jī)屏幕上的豐富色彩就是由三原色光混合而成的。
特別提醒
紅光和綠光能混合成黃光,但黃光通過三棱鏡時(shí)并不能分解成紅光和綠光。
拓展——物體的顏色
一般來說,物體呈現(xiàn)出不同的顏色是由物體對(duì)不同色光的作用決定的。
(1)透明物體的顏色是由該物體能透過的色光決定的。例如,紅色玻璃片呈現(xiàn)紅色,是因?yàn)樗荒芡高^紅顏色的光,吸收其他顏色的光;
(2)不透明物體的顏色是由該物體能反射的色光的顏色決定的。例如,綠紙呈現(xiàn)綠色,是因?yàn)樗环瓷渚G光,吸收其他色光;黑色物體吸收各種色光,不反射任何顏色的光;白色物體反射所有色光,不吸收任何色光。
知識(shí)點(diǎn)三、看不見的光
1.可見光譜
三棱鏡把太陽光分解成不同顏色的光,它們按照一定的順序排列,形成太陽的可見光譜(如下圖)。
2.紅外線
(1)紅外線
如果把非常靈敏的溫度計(jì)分別放到色散后不同顏色的光處,都能夠檢測(cè)到溫度的上升。值得注意的是,在可見光譜的紅端以外的部分,溫度也會(huì)上升,說明這里也有能量輻射,只不過人眼看不見。我們把紅端之外的輻射叫作紅外線。
(2)紅外線的特性
①熱作用強(qiáng)
一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,同時(shí)也在吸收其他物體發(fā)射來的紅外線;物體的溫度越高,輻射的紅外線越多。
②紅外線的穿透能力比較強(qiáng)。
(3)應(yīng)用
①紅外線加熱(烤箱、浴室暖燈、遠(yuǎn)紅外取暖器、紅外線理療等)。是利用了物體吸收紅外線后溫度升高的特性。
②紅外線成像(紅外膠片拍攝的“熱譜圖”)
一個(gè)物體,當(dāng)他的溫度升高時(shí),盡管看起來外表還跟原來一樣,但他輻射的紅外線卻會(huì)增強(qiáng)。人體生病的時(shí)候,局部皮膚的溫度異常,如果在照相機(jī)裝上對(duì)紅外線敏感的膠片,給皮膚拍照并與健康人的照片對(duì)比,有助于診斷疾病。
③紅外線夜視儀
夜間人的體溫比野外外草木、巖石的溫度高,人體輻射的紅外線比他們強(qiáng)。人們根據(jù)這個(gè)道理制成了紅外線夜視儀。
④紅外線遙控(視機(jī)空調(diào)遙控器、汽車遙控鑰匙)
如視機(jī)遙控器的前端有一個(gè)發(fā)光二極管,按下不同的鍵時(shí),可以發(fā)出不同的紅外線,來實(shí)現(xiàn)視機(jī)的遙控。
3.紫外線
(1)紫外線
在光譜的紫端以外,還有一種看不見的光,叫紫外線。
(2)紫外線的特點(diǎn)
①紫外線的化學(xué)作用強(qiáng),很容易使相片底片感光;
②紫外線的生理作用強(qiáng),能殺死微生物;
③熒光效應(yīng)——紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光。
(3)紫外線的應(yīng)用
①紫外線能促使人體合成維生素D,這種維生素有助于人體對(duì)鈣的吸收,所以適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射對(duì)于骨骼的生長和身體健康的許多方面都有好處。
②醫(yī)用消毒。紫外線能殺死微生物,所以醫(yī)院的手術(shù)室、病房里,常用紫外線來滅菌。
③防偽措施。紫外線有熒光作用,小額鈔票上一般有用熒光物質(zhì)印刷的文字,用紫外線照射會(huì)發(fā)出可見光,由此來判斷鈔票的真假,這是一種防偽措施。
(4)紫外線的防護(hù)
過量的紫外線照射對(duì)人體有害,可使皮膚灼傷,甚至致癌。
防護(hù)紫外線的方法:太陽光是天然紫外線的最重要來源。人們外出時(shí)戴上墨鏡、遮陽傘或者寬檐帽,避免在陽光直射的地方久待,陽光直射紫外線強(qiáng)的時(shí)間段減少外出,眼睛不要對(duì)著太陽看。
(23-24八年級(jí)下·河北邯鄲·期中)疫情期間,學(xué)校為了有效防控疫情,師生進(jìn)入校園時(shí)必須用測(cè)溫槍測(cè)量體溫,測(cè)溫槍是通過檢測(cè)人體輻射的 來測(cè)量體溫的,為了給教室消毒,在教室里安裝了 消毒燈(選填“紅外線”或“紫外線”)。
問題一:生活中的色散現(xiàn)象
1.彩虹:是太陽光在傳播過程中遇到空氣中的水滴,經(jīng)反射、折射后產(chǎn)生的現(xiàn)象。
【典例1】(2024·廣東揭陽·一模)如圖所示,2024年3月29日,揭東地區(qū)的人們看到太陽的周圍出現(xiàn)一個(gè)彩色的光圈,仿佛祥瑞降臨。這是一種罕見的天象——日暈,它是光透過高空云層中的冰晶 形成的(選填“直線傳播”、“反射”或“折射”),這種現(xiàn)象說明太陽光 (選填“是”或“不是”)單色光。光的三原色為紅、 、藍(lán)。
【變式1-1】(23-24九年級(jí)下·江西吉安·階段練習(xí))如圖所示,一束太陽光通過三棱鏡后,在白色光屏上呈現(xiàn)彩色光帶,這是光的 現(xiàn)象,光屏上A、B是光帶邊緣的色光,其中A為 光。
問題二:紅外線和紫外線的應(yīng)用
1.紅外線
2.紫外線
【典例2】(23-24九年級(jí)下·江蘇鹽城·階段練習(xí))關(guān)于光現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射可促進(jìn)人體骨骼生長
B.我們能看到投影屏幕上的畫面,是因?yàn)槠聊皇枪庠?br>C.“曬太陽”取暖,是利用了太陽光中紫外線的熱效應(yīng)
D.五星紅旗是紅色的,是因?yàn)樗芪占t光,反射其他色光
【變式2-1】(23-24八年級(jí)上·陜西安康·期中)下列儀器中,屬于利用紫外線工作的是( )
A.非接觸溫度計(jì)B.夜視儀
C.感應(yīng)水龍頭D.殺菌燈
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1.(23-24八年級(jí)下·上?!て谀┯旰蟮奶炜沼袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)七色的彩虹,這種由復(fù)色光分解成幾種單色光的現(xiàn)象,叫做光的 現(xiàn)象,這表明太陽光是一種 光(選填“單色”或“復(fù)色”);在各種色光中, 紅、綠和 光稱為光的三原色。
2.(2024·吉林松原·二模)乾安麗水公園,風(fēng)景優(yōu)美。岸邊的樹木在水中的“倒影”是由于光反射而形成的 像(選填“實(shí)”或“虛”)。漫步河畔,會(huì)看見水中的小魚,小魚的實(shí)際位置要比看到的 (選填“深”或“淺”)。雨后的水面在彩虹的映襯下分外妖嬈,彩虹是光的 形成的。
3.(2024·江蘇徐州·二模)條形碼通常由黑色和白色的平行線條組成,這些線條的排列和間距代表了特定的信息。當(dāng)條形碼掃描器照射它時(shí),黑條紋將光 (選填“反射”或“吸收”),白條紋將光 (選填“反射”或“吸收”),再通過腦解碼就可以獲取考生相關(guān)信息。如果條形碼貼歪一些,將 (選填“影響”或“不影響”)信息的讀取。
【素養(yǎng)提升】
4.(2024·重慶南川·模擬預(yù)測(cè))如圖所示光現(xiàn)象,由于光的折射形成的是( )
A.樹底下的光斑B.看鏡子中的自己
C.水面中高樓的倒影D.雨后天空中的彩虹
5.(2024·山東淄博·二模)中華古詩詞意境優(yōu)美,下列對(duì)古詩詞中涉及到的光現(xiàn)象解釋正確的是( )
A.“峰多巧障日”是因?yàn)楣獍l(fā)生了折射現(xiàn)象B.“掬水月在手”是光的直線傳播形成的
C.“潭清疑水淺”是光的反射形成的D.“雨霽彩虹臥”是光的色散形成的
6.(2024·湖北十堰·二模)下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)是八年級(jí)物理教科書中探究光現(xiàn)象的四幅插圖,其中說法正確的是( )
A.甲圖所示,平面鏡成像時(shí)進(jìn)入眼睛的光是從像發(fā)出的
B.在乙圖實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)入射光線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),反射光線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C.丙圖實(shí)驗(yàn)在光的漫反射現(xiàn)象中,不遵守光的反射定律
D.丁圖實(shí)驗(yàn)表示太陽光經(jīng)過三棱鏡色散后的色光排列情況
7.(2024·江蘇宿遷·一模)下列關(guān)于光現(xiàn)象的描述,錯(cuò)誤的是( )
A.“人面桃花相映紅”中桃花看起來是紅色的原因是吸收了紅光
B.《玄貞子》中記載“背日噴乎水,成虹霓之狀”,因?yàn)樘柟饽墚a(chǎn)生色散
C.驗(yàn)鈔機(jī)能顯示鈔票上隱藏的標(biāo)記,因?yàn)樽贤饩€能使熒光物質(zhì)發(fā)光
D.教室內(nèi)同學(xué)會(huì)看到“黑板反光”現(xiàn)象,因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生了鏡面反射
8.(2024·江蘇南通·一模)下列關(guān)于光現(xiàn)象的描述,錯(cuò)誤的是( )
A.五星紅旗是紅色的,國旗反射了紅光
B.光的色散實(shí)驗(yàn)說明了太陽光是單色光
C.紫外線能驗(yàn)鈔,因?yàn)樽贤饩€能使熒光物質(zhì)發(fā)光
D.教室黑板反光,因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生鏡面反射
【能力培優(yōu)】
9.(2024·貴州·一模)(多選)雨后天晴,天空中出現(xiàn)一道亮麗的彩虹,如圖所示。下列有關(guān)彩虹這一光學(xué)現(xiàn)象分析正確的是( )
A.彩虹是由于光在空氣中沿直線傳播形成的
B.彩虹是一條彩色光帶,說明太陽光是復(fù)色光
C.懸浮在空中的細(xì)小水珠為彩虹形成提供了條件
D.太陽光被分解形成彩虹時(shí),不同色光的折射角不同
10.(22-23八年級(jí)上·江蘇鹽城·期末)閱讀短文,回答問題。
虹和霓
雨過天晴,人們常會(huì)在與太陽光相對(duì)方向的天空看到一明一暗的兩道弧形彩色光帶,即虹霓景象,虹一般比霓更清晰。
如圖甲所示,為一束紅色激光從點(diǎn)B進(jìn)入圓球形水球,先后經(jīng)點(diǎn)C、D射出水滴的光路。當(dāng)光線到達(dá)半空中圓球形水珠外側(cè)或內(nèi)側(cè)上的某點(diǎn)(入射點(diǎn))時(shí),連接該點(diǎn)和水珠球心O的直線(圖中未畫出),就是該入射點(diǎn)處的法線。

虹和霓都是因?yàn)殛柟庹丈涞娇罩袌A球形的小水滴時(shí),發(fā)生光的折射及反射而形成的,如圖乙所示為虹的形成光路,圖丙所示為霓的形成光路。
(1)不同色光通過圓形水珠時(shí)的偏折程度是不同的,紫光的偏折程度比紅光 (小/?。?;
(2)太陽光被圓形水珠色散的原因是發(fā)生了光的 現(xiàn)象;
(3)僅用紅、綠、藍(lán)光中的某一種色光照射充有水霧的空氣 (會(huì)/不會(huì))出現(xiàn)虹霓現(xiàn)象;
(4)下列對(duì)虹與霓現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)中,正確的是 ;
A.虹比霓清晰,是因?yàn)槿肷涔獾膹?qiáng)度不同
B.虹比霓清晰,是因?yàn)楣獾恼凵浯螖?shù)不同
C.虹比霓清晰,是因?yàn)楣獾姆瓷浯螖?shù)不同
D.虹比霓清晰,是因?yàn)樯夥植即涡虿煌?br>(5)圖甲中,若∠BCD=60,則紅色激光進(jìn)入水珠時(shí)的折射角為 。2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.3.6 通過實(shí)驗(yàn),了解白光的組成和不同色光混合的現(xiàn)象。
物理觀念:光的色散,單色光和復(fù)色光,光的三原色,紅外線和紫外線。
科學(xué)思維:通過實(shí)驗(yàn)了解太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光組成的。
科學(xué)探究:探究光的色散。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:能通過實(shí)驗(yàn)的探究,感受物理的奇妙;能夠利用所學(xué)知識(shí)解釋和解決相關(guān)問題。
特性
應(yīng)用
熱作用強(qiáng)
紅外線烤箱、用紅外線烘干汽車表面的噴漆、浴室暖燈釋放紅外線、紅外線理療儀等
穿透云霧能力強(qiáng)
紅外線高空攝像機(jī)
抗干擾能力強(qiáng)
紅外線遙控器
一切物體都在不停輻射紅外線,溫度越高輻射越強(qiáng)
紅外線測(cè)溫儀、紅外線夜視儀、紅外感應(yīng)燈、紅外自動(dòng)門、衛(wèi)生潔具的自動(dòng)控制等
特性
應(yīng)用
化學(xué)作用
紫外線可以照相機(jī)的膠片感光,因而可利用紫外線進(jìn)行攝影
生理作用
適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D,對(duì)骨骼的生長和身體健康都有好處;紫外線能殺死微生物,可用紫外線燈霉菌、治療皮膚病等
熒光作用
在紫外線照射下熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光,可用于鑒別紙幣、古字畫及商標(biāo)的真?zhèn)蔚?br>第四章 光現(xiàn)象(解析版)
課時(shí)4.5 光的色散
知識(shí)點(diǎn)一、光的色散
1.光的色散
問 題
人們?cè)缇蛯W(xué)會(huì)將金剛石、水晶打磨成各種飾品在陽光的照耀下,它們會(huì)發(fā)出彩虹一般的光彩,令人賞心悅目。這么美麗的色彩是怎樣形成的呢?
17世紀(jì)以前,人們一直認(rèn)為白色是最單純的顏色。直到1666年,英國物理學(xué)家牛頓用玻璃三棱鏡分解了太陽光,這才揭開了光的顏色之謎。
演示:光的色散
讓一束太陽光照射到三棱鏡上(如下圖)。從三棱鏡射出的光有什么變化?
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:白光經(jīng)兩次折射后,在屏幕上形成了一條彩色光帶。顏色依次為:紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。
(1)光的色散:太陽光(白光)經(jīng)過三棱鏡被分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等多種顏色的光,這種現(xiàn)象叫光的色散。
(2)太陽光是復(fù)色光。
①單色光:不能夠被三棱鏡分解得光。紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫是單色光。
②復(fù)色光:是由各種單色光組成的光。
(3)不同的單色光通過三棱鏡時(shí)偏折程度不同,紅光偏折最小,紫光偏折程度最小。各種單色光偏折程度從小到小依次為紅光、橙光、黃光、綠光、藍(lán)光、靛光和紫光。
2.生活中的色散現(xiàn)象
彩虹就是太陽光在傳播過程中遇到空氣中的水滴,經(jīng)反射、折射后產(chǎn)生的現(xiàn)象。
特別提醒
(1)光的色散實(shí)質(zhì):光的折射。
(2024·江蘇泰州·二模)一束白光斜射入三棱鏡的一個(gè)棱面,會(huì)發(fā)生 現(xiàn)象,在另一側(cè)的光屏上ab范圍內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)紅橙黃綠藍(lán)靛紫的彩色帶,a端將呈現(xiàn) 光。
【答案】 色散 紅
【詳解】[1][2]當(dāng)白光經(jīng)過三棱鏡后,會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象,分解成七種單色光,從上到下依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光,所以a為紅光。
知識(shí)點(diǎn)二、色光的混合
1.色光的三原色
人們發(fā)現(xiàn),把紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合,就可以看到各種顏色,因此把紅、綠、藍(lán)叫作色光的三原色。
(1)色光的三原色:紅、綠、藍(lán)。

(2)色光的混合
我們看到的視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器或手機(jī)屏幕上的豐富色彩就是由三原色光混合而成的。
特別提醒
紅光和綠光能混合成黃光,但黃光通過三棱鏡時(shí)并不能分解成紅光和綠光。
拓展——物體的顏色
一般來說,物體呈現(xiàn)出不同的顏色是由物體對(duì)不同色光的作用決定的。
(1)透明物體的顏色是由該物體能透過的色光決定的。例如,紅色玻璃片呈現(xiàn)紅色,是因?yàn)樗荒芡高^紅顏色的光,吸收其他顏色的光;
(2)不透明物體的顏色是由該物體能反射的色光的顏色決定的。例如,綠紙呈現(xiàn)綠色,是因?yàn)樗环瓷渚G光,吸收其他色光;黑色物體吸收各種色光,不反射任何顏色的光;白色物體反射所有色光,不吸收任何色光。
知識(shí)點(diǎn)三、看不見的光
1.可見光譜
三棱鏡把太陽光分解成不同顏色的光,它們按照一定的順序排列,形成太陽的可見光譜(如下圖)。
2.紅外線
(1)紅外線
如果把非常靈敏的溫度計(jì)分別放到色散后不同顏色的光處,都能夠檢測(cè)到溫度的上升。值得注意的是,在可見光譜的紅端以外的部分,溫度也會(huì)上升,說明這里也有能量輻射,只不過人眼看不見。我們把紅端之外的輻射叫作紅外線。
(2)紅外線的特性
①熱作用強(qiáng)
一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,同時(shí)也在吸收其他物體發(fā)射來的紅外線;物體的溫度越高,輻射的紅外線越多。
②紅外線的穿透能力比較強(qiáng)。
(3)應(yīng)用
①紅外線加熱(烤箱、浴室暖燈、遠(yuǎn)紅外取暖器、紅外線理療等)。是利用了物體吸收紅外線后溫度升高的特性。
②紅外線成像(紅外膠片拍攝的“熱譜圖”)
一個(gè)物體,當(dāng)他的溫度升高時(shí),盡管看起來外表還跟原來一樣,但他輻射的紅外線卻會(huì)增強(qiáng)。人體生病的時(shí)候,局部皮膚的溫度異常,如果在照相機(jī)裝上對(duì)紅外線敏感的膠片,給皮膚拍照并與健康人的照片對(duì)比,有助于診斷疾病。
③紅外線夜視儀
夜間人的體溫比野外外草木、巖石的溫度高,人體輻射的紅外線比他們強(qiáng)。人們根據(jù)這個(gè)道理制成了紅外線夜視儀。
④紅外線遙控(視機(jī)空調(diào)遙控器、汽車遙控鑰匙)
如視機(jī)遙控器的前端有一個(gè)發(fā)光二極管,按下不同的鍵時(shí),可以發(fā)出不同的紅外線,來實(shí)現(xiàn)視機(jī)的遙控。
3.紫外線
(1)紫外線
在光譜的紫端以外,還有一種看不見的光,叫紫外線。
(2)紫外線的特點(diǎn)
①紫外線的化學(xué)作用強(qiáng),很容易使相片底片感光;
②紫外線的生理作用強(qiáng),能殺死微生物;
③熒光效應(yīng)——紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光。
(3)紫外線的應(yīng)用
①紫外線能促使人體合成維生素D,這種維生素有助于人體對(duì)鈣的吸收,所以適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射對(duì)于骨骼的生長和身體健康的許多方面都有好處。
②醫(yī)用消毒。紫外線能殺死微生物,所以醫(yī)院的手術(shù)室、病房里,常用紫外線來滅菌。
③防偽措施。紫外線有熒光作用,小額鈔票上一般有用熒光物質(zhì)印刷的文字,用紫外線照射會(huì)發(fā)出可見光,由此來判斷鈔票的真假,這是一種防偽措施。
(4)紫外線的防護(hù)
過量的紫外線照射對(duì)人體有害,可使皮膚灼傷,甚至致癌。
防護(hù)紫外線的方法:太陽光是天然紫外線的最重要來源。人們外出時(shí)戴上墨鏡、遮陽傘或者寬檐帽,避免在陽光直射的地方久待,陽光直射紫外線強(qiáng)的時(shí)間段減少外出,眼睛不要對(duì)著太陽看。
(23-24八年級(jí)下·河北邯鄲·期中)疫情期間,學(xué)校為了有效防控疫情,師生進(jìn)入校園時(shí)必須用測(cè)溫槍測(cè)量體溫,測(cè)溫槍是通過檢測(cè)人體輻射的 來測(cè)量體溫的,為了給教室消毒,在教室里安裝了 消毒燈(選填“紅外線”或“紫外線”)。
【答案】 紅外線 紫外線
【詳解】[1][2]人體可以對(duì)外輻射紅外線,測(cè)溫槍通過檢測(cè)人體輻射的紅外線的強(qiáng)弱來檢測(cè)體溫;紫外線能殺死微生物,常用紫外線燈來滅菌。
問題一:生活中的色散現(xiàn)象
1.彩虹:是太陽光在傳播過程中遇到空氣中的水滴,經(jīng)反射、折射后產(chǎn)生的現(xiàn)象。
【典例1】(2024·廣東揭陽·一模)如圖所示,2024年3月29日,揭東地區(qū)的人們看到太陽的周圍出現(xiàn)一個(gè)彩色的光圈,仿佛祥瑞降臨。這是一種罕見的天象——日暈,它是光透過高空云層中的冰晶 形成的(選填“直線傳播”、“反射”或“折射”),這種現(xiàn)象說明太陽光 (選填“是”或“不是”)單色光。光的三原色為紅、 、藍(lán)。
【答案】 折射 不是 綠
【詳解】[1][2]光在不同或不均勻介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生折射。太陽光從空氣能穿過云層進(jìn)入小冰晶,在小冰晶上發(fā)生折射??瓷先ピ谔柕闹車霈F(xiàn)一個(gè)圓圈,由內(nèi)而外呈紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色,這就是“日暈”,是光的色散現(xiàn)象。這一現(xiàn)象表明,太陽光不是單色光,是由七種顏色的光組成。
[3]光的三原色是指紅、綠、藍(lán)三種顏色。
【變式1-1】(23-24九年級(jí)下·江西吉安·階段練習(xí))如圖所示,一束太陽光通過三棱鏡后,在白色光屏上呈現(xiàn)彩色光帶,這是光的 現(xiàn)象,光屏上A、B是光帶邊緣的色光,其中A為 光。
【答案】 色散 紫
【詳解】[1]不同顏色的光的折射本領(lǐng)不同,太陽光經(jīng)三棱鏡后,光屏上自上而下出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的色帶,這一現(xiàn)象叫光的色散現(xiàn)象。
[2]圖中三棱鏡是倒置,因此從B到A依次呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的色光,故A為紫光。
問題二:紅外線和紫外線的應(yīng)用
1.紅外線
2.紫外線
【典例2】(23-24九年級(jí)下·江蘇鹽城·階段練習(xí))關(guān)于光現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射可促進(jìn)人體骨骼生長
B.我們能看到投影屏幕上的畫面,是因?yàn)槠聊皇枪庠?br>C.“曬太陽”取暖,是利用了太陽光中紫外線的熱效應(yīng)
D.五星紅旗是紅色的,是因?yàn)樗芪占t光,反射其他色光
【答案】A
【詳解】A.適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D,促進(jìn)人體對(duì)鈣的吸收,有利于骨骼的生長和身體的健康,故A正確;
B.投影屏幕本身不能發(fā)光,我們能看到畫面,是因?yàn)槠聊环瓷涞墓饩€進(jìn)入眼睛,故B錯(cuò)誤;
C.“曬太陽”取暖,是利用了太陽光中紅外線的熱效應(yīng),故C錯(cuò)誤;
D.五星紅旗呈現(xiàn)紅色是因?yàn)樗瓷淞思t光,吸收了其它色光造成的,故D錯(cuò)誤.
故選A。
【變式2-1】(23-24八年級(jí)上·陜西安康·期中)下列儀器中,屬于利用紫外線工作的是( )
A.非接觸溫度計(jì)B.夜視儀
C.感應(yīng)水龍頭D.殺菌燈
【答案】D
【詳解】A.非接觸溫度計(jì)是利用紅外線來工作的,故A不符合題意;
B.夜視儀是利用紅外線來工作的,故B不符合題意;
C.感應(yīng)水龍頭是利用紅外線來工作的,故C不符合題意;
D.殺菌燈是利用紫外線來工作的,故D符合題意。
故選D。
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1.(23-24八年級(jí)下·上?!て谀┯旰蟮奶炜沼袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)七色的彩虹,這種由復(fù)色光分解成幾種單色光的現(xiàn)象,叫做光的 現(xiàn)象,這表明太陽光是一種 光(選填“單色”或“復(fù)色”);在各種色光中, 紅、綠和 光稱為光的三原色。
【答案】 色散 復(fù)色 藍(lán)
【解析】【小題1】[1][2]當(dāng)太陽光經(jīng)過空氣中的小水珠后,會(huì)分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光,這是光的色散現(xiàn)象,由此可知,太陽光為復(fù)色光。
[3]自然界中,紅、綠、藍(lán)三種顏色的光是無法用其他顏色的光混合而成的,因此它們被稱為光的三原色。
2.(2024·吉林松原·二模)乾安麗水公園,風(fēng)景優(yōu)美。岸邊的樹木在水中的“倒影”是由于光反射而形成的 像(選填“實(shí)”或“虛”)。漫步河畔,會(huì)看見水中的小魚,小魚的實(shí)際位置要比看到的 (選填“深”或“淺”)。雨后的水面在彩虹的映襯下分外妖嬈,彩虹是光的 形成的。
【答案】 虛 深 色散
【解析】[1]平靜的湖水相當(dāng)于平面鏡,岸邊的樹木在水中的“倒影”是由于光在水面發(fā)生鏡面反射而形成的虛像。
[2]我們看到的水中的魚,是由光的折射形成的虛像,在折射光線的反向延長線上,由于折射光線向水面偏折,折射光線相對(duì)于入射光線位置升高了,所以看到的水中的魚位置比實(shí)際位置淺,即小魚的實(shí)際位置要比看到的深。
[3]雨過天晴時(shí),常在天空出現(xiàn)彩虹,這是太陽光通過懸浮在空氣中細(xì)小的水珠折射而成的,白光經(jīng)水珠折射以后,分成各種彩色光,這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象,所以說雨后的天空出現(xiàn)彩虹是由光的色散形成的。
3.(2024·江蘇徐州·二模)條形碼通常由黑色和白色的平行線條組成,這些線條的排列和間距代表了特定的信息。當(dāng)條形碼掃描器照射它時(shí),黑條紋將光 (選填“反射”或“吸收”),白條紋將光 (選填“反射”或“吸收”),再通過腦解碼就可以獲取考生相關(guān)信息。如果條形碼貼歪一些,將 (選填“影響”或“不影響”)信息的讀取。
【答案】 吸收 反射 不影響
【詳解】[1][2]不透明物體的顏色由物體反射的色光決定的,白色反射所有的色光,黑色吸收所有的色光,故當(dāng)條形碼掃描器照射條形碼時(shí),黑條紋將光吸收,白條紋將光反射,再通過腦解碼就可以獲取考生相關(guān)信息;
[3]我們能夠從不同的角度看到二維碼,是因?yàn)楣庠谶@些物體表面發(fā)生了漫反射的緣故,所以條形碼貼歪不影響信息的讀取。
【素養(yǎng)提升】
4.(2024·重慶南川·模擬預(yù)測(cè))如圖所示光現(xiàn)象,由于光的折射形成的是( )
A.樹底下的光斑B.看鏡子中的自己
C.水面中高樓的倒影D.雨后天空中的彩虹
【答案】D
【詳解】A.樹底下的光斑,這是小孔成像現(xiàn)象。小孔成像是由光的直線傳播形成的,故A不符合題意;
B.看鏡子中的自己,這是平面鏡成像現(xiàn)象。平面鏡成像是由光的反射形成的,故B不符合題意;
C.水面中高樓的倒影,屬于平面鏡成像現(xiàn)象,是由光的反射形成的。故C不符合題意;
D.雨后天空中的彩虹,這是光的色散現(xiàn)象。當(dāng)陽光穿過雨后懸浮在空氣中的小水滴時(shí)發(fā)生折射,光線會(huì)被分解成不同顏色的光,形成彩虹。故D符合題意。
故選D。
5.(2024·山東淄博·二模)中華古詩詞意境優(yōu)美,下列對(duì)古詩詞中涉及到的光現(xiàn)象解釋正確的是( )
A.“峰多巧障日”是因?yàn)楣獍l(fā)生了折射現(xiàn)象B.“掬水月在手”是光的直線傳播形成的
C.“潭清疑水淺”是光的反射形成的D.“雨霽彩虹臥”是光的色散形成的
【答案】D
【詳解】A.“峰多巧障日”是因?yàn)楣庠谕N均勻介質(zhì)中沿直線傳播,故A錯(cuò)誤;
B.“掬水月在手”是平面鏡成像現(xiàn)象,是由光的反射形成的,故B錯(cuò)誤;
C.“潭清疑水淺”是因?yàn)楣鈴乃行鄙淙肟諝庵袝r(shí)發(fā)生了折射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D.“雨霽彩虹臥”,是太陽光通過懸浮在空氣中細(xì)小的水珠折射而成的,白光經(jīng)水珠折射以后,分成各種彩色光,這種現(xiàn)象叫做光的色散現(xiàn)象,故D正確。
故選D。
6.(2024·湖北十堰·二模)下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)是八年級(jí)物理教科書中探究光現(xiàn)象的四幅插圖,其中說法正確的是( )
A.甲圖所示,平面鏡成像時(shí)進(jìn)入眼睛的光是從像發(fā)出的
B.在乙圖實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)入射光線順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),反射光線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C.丙圖實(shí)驗(yàn)在光的漫反射現(xiàn)象中,不遵守光的反射定律
D.丁圖實(shí)驗(yàn)表示太陽光經(jīng)過三棱鏡色散后的色光排列情況
【答案】A
【詳解】A.平面鏡成虛像,虛像是反射光線的反向延長線會(huì)聚而成的,虛像不會(huì)發(fā)出光線,故A錯(cuò)誤;
B.實(shí)驗(yàn)中法線位置不動(dòng),使入射光線順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),可觀察到反射光線逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),反射角始終等于入射角,故B正確;
C.鏡面反射和漫反射都遵守光的反射定律,故C錯(cuò)誤;
D.太陽光經(jīng)過三棱鏡色散后,紫光的偏折程度應(yīng)最小,應(yīng)在下方,紅光偏折程度最小,應(yīng)在上方,故D錯(cuò)誤。
故選B。
7.(2024·江蘇宿遷·一模)下列關(guān)于光現(xiàn)象的描述,錯(cuò)誤的是( )
A.“人面桃花相映紅”中桃花看起來是紅色的原因是吸收了紅光
B.《玄貞子》中記載“背日噴乎水,成虹霓之狀”,因?yàn)樘柟饽墚a(chǎn)生色散
C.驗(yàn)鈔機(jī)能顯示鈔票上隱藏的標(biāo)記,因?yàn)樽贤饩€能使熒光物質(zhì)發(fā)光
D.教室內(nèi)同學(xué)會(huì)看到“黑板反光”現(xiàn)象,因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生了鏡面反射
【答案】A
【詳解】A.桃花是不透明物體,太陽光照射到紅色的桃花上,其他顏色的光都被桃花吸收了,只有紅光被反射到人的眼睛里,所以看到的桃花是紅色的,故A錯(cuò)誤,符合題意;
B.“背日噴乎水,成虹霓之狀”描寫的是人工虹,這是噴出的水散開后,空中有小量的小水滴,太陽光照在這些小水滴上,被分解為絢麗的七色光,也就是光的色散,故B正確,不符合題意;
C.紫外線可以使熒光物質(zhì)發(fā)光,鈔票上某些位置用熒光物質(zhì)印上標(biāo)記,在紫外線下照射下識(shí)別這些標(biāo)記,從而辨別鈔票的真?zhèn)?,故C正確,不符合題意;
D.黑板“反光”是因?yàn)楹诎灏l(fā)生了鏡面反射,黑板反射的光線比粉筆字反射的光線強(qiáng),使人無法看清黑板上的字,故D正確,不符合題意。
故選A。
8.(2024·江蘇南通·一模)下列關(guān)于光現(xiàn)象的描述,錯(cuò)誤的是( )
A.五星紅旗是紅色的,國旗反射了紅光
B.光的色散實(shí)驗(yàn)說明了太陽光是單色光
C.紫外線能驗(yàn)鈔,因?yàn)樽贤饩€能使熒光物質(zhì)發(fā)光
D.教室黑板反光,因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生鏡面反射
【答案】A
【詳解】A.不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。五星紅旗是紅色的,是因?yàn)榧t旗反射了紅光,故A正確,不符合題意;
B.根據(jù)光的色散實(shí)驗(yàn)可知,太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種單色光組成的,太陽光屬于復(fù)色光,故B錯(cuò)誤,符合題意;
C.根據(jù)紫外線有殺菌作用制成消毒燈;根據(jù)紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光制成驗(yàn)鈔機(jī),故C正確,不符合題意;
D.黑板反光是因?yàn)楣庠诤诎迳习l(fā)生了鏡面反射,黑板反射的光線比粉筆字反射的光線強(qiáng),使人無法看清黑板上的字,故D正確,不符合題意。
故選B。
【能力培優(yōu)】
9.(2024·貴州·一模)(多選)雨后天晴,天空中出現(xiàn)一道亮麗的彩虹,如圖所示。下列有關(guān)彩虹這一光學(xué)現(xiàn)象分析正確的是( )
A.彩虹是由于光在空氣中沿直線傳播形成的
B.彩虹是一條彩色光帶,說明太陽光是復(fù)色光
C.懸浮在空中的細(xì)小水珠為彩虹形成提供了條件
D.太陽光被分解形成彩虹時(shí),不同色光的折射角不同
【答案】ACD
【詳解】A.彩虹是光的色散現(xiàn)象,是由于光的折射形成的,故A錯(cuò)誤;
BD.光的色散現(xiàn)象說明太陽光是復(fù)色光,但由于不同色光在水滴中折射角度不同,所以會(huì)有多種色光,故BD正確;
C.太陽光通過懸浮在空氣中細(xì)小的水珠折射后分成多種彩色光形成彩虹,故C正確。
故選BCD。
10.(22-23八年級(jí)上·江蘇鹽城·期末)閱讀短文,回答問題。
虹和霓
雨過天晴,人們常會(huì)在與太陽光相對(duì)方向的天空看到一明一暗的兩道弧形彩色光帶,即虹霓景象,虹一般比霓更清晰。
如圖甲所示,為一束紅色激光從點(diǎn)B進(jìn)入圓球形水球,先后經(jīng)點(diǎn)C、D射出水滴的光路。當(dāng)光線到達(dá)半空中圓球形水珠外側(cè)或內(nèi)側(cè)上的某點(diǎn)(入射點(diǎn))時(shí),連接該點(diǎn)和水珠球心O的直線(圖中未畫出),就是該入射點(diǎn)處的法線。

虹和霓都是因?yàn)殛柟庹丈涞娇罩袌A球形的小水滴時(shí),發(fā)生光的折射及反射而形成的,如圖乙所示為虹的形成光路,圖丙所示為霓的形成光路。
(1)不同色光通過圓形水珠時(shí)的偏折程度是不同的,紫光的偏折程度比紅光 (小/?。?;
(2)太陽光被圓形水珠色散的原因是發(fā)生了光的 現(xiàn)象;
(3)僅用紅、綠、藍(lán)光中的某一種色光照射充有水霧的空氣 (會(huì)/不會(huì))出現(xiàn)虹霓現(xiàn)象;
(4)下列對(duì)虹與霓現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)中,正確的是 ;
A.虹比霓清晰,是因?yàn)槿肷涔獾膹?qiáng)度不同
B.虹比霓清晰,是因?yàn)楣獾恼凵浯螖?shù)不同
C.虹比霓清晰,是因?yàn)楣獾姆瓷浯螖?shù)不同
D.虹比霓清晰,是因?yàn)樯夥植即涡虿煌?br>(5)圖甲中,若∠BCD=60,則紅色激光進(jìn)入水珠時(shí)的折射角為 。
【答案】 小 折射和反射 不會(huì) C 30°
【詳解】(1)[1]由圖乙可知,紅光在上,紫光在下,所以紫光的偏折程度比紅光小。
(2)[2]由材料表述可知,太陽光被球形水珠色散的原因是發(fā)生了光的折射和反射現(xiàn)象。
(3)[3]用紅、綠、藍(lán)光中的某一色光照射充有水霧的空氣,由于它們是單色光,所以不會(huì)出現(xiàn)虹霓現(xiàn)象。
(4)[4]由材料表述和圖乙、丙可知,虹比霓清晰,且它們對(duì)光的反射次數(shù)不同,霓的反射次數(shù)更多一些,故C符合題意。
故選C。
(5)[5]如圖所示,連接BO和CO即為過B和C點(diǎn)的法線,若∠BCD= 60°,則∠ BCO = 30°,由于?BOC組成等腰三角形,則∠CBO=30°,即紅色激光進(jìn)入水珠時(shí)的折射角為30°
2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.3.6 通過實(shí)驗(yàn),了解白光的組成和不同色光混合的現(xiàn)象。
物理觀念:光的色散,單色光和復(fù)色光,光的三原色,紅外線和紫外線。
科學(xué)思維:通過實(shí)驗(yàn)了解太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光組成的。
科學(xué)探究:探究光的色散。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:能通過實(shí)驗(yàn)的探究,感受物理的奇妙;能夠利用所學(xué)知識(shí)解釋和解決相關(guān)問題。
特性
應(yīng)用
熱作用強(qiáng)
紅外線烤箱、用紅外線烘干汽車表面的噴漆、浴室暖燈釋放紅外線、紅外線理療儀等
穿透云霧能力強(qiáng)
紅外線高空攝像機(jī)
抗干擾能力強(qiáng)
紅外線遙控器
一切物體都在不停輻射紅外線,溫度越高輻射越強(qiáng)
紅外線測(cè)溫儀、紅外線夜視儀、紅外感應(yīng)燈、紅外自動(dòng)門、衛(wèi)生潔具的自動(dòng)控制等
特性
應(yīng)用
化學(xué)作用
紫外線可以照相機(jī)的膠片感光,因而可利用紫外線進(jìn)行攝影
生理作用
適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人體合成維生素D,對(duì)骨骼的生長和身體健康都有好處;紫外線能殺死微生物,可用紫外線燈霉菌、治療皮膚病等
熒光作用
在紫外線照射下熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光,可用于鑒別紙幣、古字畫及商標(biāo)的真?zhèn)蔚?br>

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第5節(jié) 光的色散

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