人們早就學(xué)會將金剛石、水晶打磨成各種飾品。在陽光的照耀下,它們會發(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?
1.通過觀察生活中的一些現(xiàn)象,知道太陽光是由多種色光組成的。2.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。3.知道色光的三原色,色光按不同比例混合可以形成豐富的色彩。4.了解可見光譜,以及紅外線與紫外線的應(yīng)用。
太陽發(fā)出的光,照亮了地球,使萬物生輝。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。
讓一束太陽光照射到三棱鏡上(圖 4.5-1)。從三棱鏡射出的光有什么變化?
太陽光是白光,它射入、 射出棱鏡會發(fā)生折射,被分解成各種顏色的光,這種現(xiàn)象叫作光的色散(dispersin)。如果用一個白屏來承接,在白屏上就形成一條彩色的光帶,顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。這說明,白光是由各種色光混合而成的。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。
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(圖 4.5-3)。我們看到的電視機(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(圖 4.5-4)。
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(圖 4.5-5)。
太陽的能量主要以光的形式輻射到地球。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(infrared ray)。
一個物體,當(dāng)它的溫度升高時,盡管看起來外表還跟原來一樣,但它輻射的紅外線卻會增強(qiáng)。人生病的時候,局部皮膚的溫度異常,利用紅外相機(jī)給皮膚拍照并與健康人的照片(圖 4.5-6)對比,有助于診斷疾病。夜間人的體溫比野外草木、巖石的溫度高,人體輻射的紅外線比它們強(qiáng)。人們根據(jù)這個道理制成了紅外線夜視儀。 紅外線還可以用來遙控。電視機(jī)遙控器的前端有一個發(fā)光二極管,按下不同的鍵時,可以發(fā)出不同的紅外線脈沖,以實(shí)現(xiàn)對電視機(jī)的控制。
在可見光譜的紫端以外,還有一種看不見的光,叫作紫外線(ultravilet ray)。紫外線也和人類生活有非常重要的關(guān)系。適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射對于骨骼的生長和身體健康的許多方面都有好處。紫外線能殺死微生物。在醫(yī)院的手術(shù)室、病房里,常用紫外線燈來滅菌。紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光。在鈔票或商標(biāo)的某些位置用熒光物質(zhì)印上標(biāo)記,可以在紫外線下識別,這是一種有效的防偽措施(圖 4.5-7)。 過量的紫外線照射對人體有害,輕則使皮膚粗糙,重則引起皮膚癌。
?除了雨后,我們在很多情況下也會看到彩虹,請你舉兩個例子。
?通過如圖 4.5-1 所示的實(shí)驗(yàn),我們知道太陽光由各種色光混合而成,各種色光偏折的程度不同,哪種色光偏折程度最?。磕姆N色光偏折程度最大?
大瀑布附近可能出現(xiàn)彩虹,灑水車后面可能出現(xiàn)彩虹。
紅光偏折程度最小,紫光偏折程度最大
?在辦公軟件中建立一個空白文檔,繪制一個矩形框,設(shè)置填充顏色為白色,打開“顏色”對話框的“自定義”選項(xiàng)卡,可以在屏幕中看到白色是由紅、綠、藍(lán)三種色光混合而成的(圖 4.5-8),其亮度等級均為 255(255 是最高亮度等級)。請把藍(lán)色光亮度等級調(diào)為 0,看看由紅色光和綠色光混合而成的矩形框顯示什么顏色。再把綠色光亮度等級調(diào)為 0,保持紅色光亮度等級為最大,然后慢慢增加藍(lán)色光亮度等級,看看矩形框的顏色是怎樣變化的。請隨意改變?nèi)N色光的亮度,說出你對色光混合的一些認(rèn)識或體會。
(1)色光混合遵循加法原理:當(dāng)兩種或多種色光混合時,它們的亮度會相加,產(chǎn)生更亮的顏色。例如,紅色光和綠色光混合會產(chǎn)生黃色光,其亮度等于紅色和綠色光的亮度之和。(2)色光混合的順序會影響結(jié)果:在色光混合過程中,不同顏色光的疊加順序會影響到最終產(chǎn)生的顏色的亮度和純度。例如,將紅色光和綠色光混合,與將綠色光和紅色光混合,可能會產(chǎn)生略有差異的黃色光。(3)色光混合的應(yīng)用:色光混合在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,如舞臺燈光、電影制作、攝影、繪畫等。通過對色光混合的掌握,可以創(chuàng)造出豐富多彩的視覺效果。
?醫(yī)院的手術(shù)室和病房里常配備紫外線燈來滅菌,一些學(xué)校的餐廳也裝有紫外線燈,有的公交車也會采取紫外線燈封閉照射的方式消毒(圖 4.5-9)。紫外線燈一般會發(fā)出淡紫色的光。這種淡紫色的光是紫外線嗎?為什么?
不是,因?yàn)樽贤饩€是不可見光,肉眼是看不見的。
?在生活中,紅外線、 紫外線有哪些應(yīng)用?請各舉兩例。
紅外線的應(yīng)用:烤箱、遙控器等。紫外線的應(yīng)用:紫外線殺菌、利用紫外線的熒光效應(yīng)鑒別紙幣的真?zhèn)蔚取?

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第5節(jié) 光的色散

版本: 人教版(2024)

年級: 八年級上冊(2024)

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