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1. 光的色散

光现象 · 初二
讲清楚它是什么

定义 复色光通过三棱镜后,因折射率不同分解为单色光的现象。

从哪来 本知识点为初二光学起点,无前置依赖,直接基于生活经验与观察建立。

为什么 白光并非单一颜色,而是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光混合而成。不同颜色的光在玻璃中的传播速度不同,导致折射率不同:红光折射率最小,偏折程度最小;紫光折射率最大,偏折程度最大。当白光斜射入三棱镜时,各色光因偏折角度差异而分离,形成连续光谱。

讲法
适合:形象思维强、喜欢动手实验的学生 演示实验法:用激光笔模拟单色光,再用白光手电筒照射三棱镜,让学生亲眼看到光斑分裂成彩色带。强调“白光不是纯的,是混在一起的”,通过对比单色光不分裂、白光分裂,建立“复色光”概念。
讲法
适合:逻辑推理能力强、喜欢追问原理的学生 类比推理法:将不同颜色的光比作不同重量的球,玻璃介质比作斜坡。轻球(红光)偏转小,重球(紫光)偏转大。引导学生思考:为什么不同“重量”的光在玻璃中“惯性”不同?引出折射率与频率的关系,理解色散本质是介质对不同频率光的响应差异。
讲法
适合:抽象思维弱、需要具象支撑的学生 生活关联法:从彩虹入手,解释雨后彩虹是阳光经水滴折射、反射、再折射形成的色散现象。用动画演示水滴如何充当“微型三棱镜”,将白光分解。强调色散不是三棱镜独有,而是光与介质相互作用的普遍现象,降低抽象度。
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练一道
基础题
一束白光通过三棱镜后,在光屏上形成彩色光带。请问光带最上端和最下端分别是什么颜色?为什么?
变式
若将三棱镜倒置(顶角朝下),白光通过后的光带顺序如何变化?红光和紫光的位置是否互换?
试试手自己判
检测题
一束白光通过三棱镜后,在光屏上形成彩色光带。若将光屏向三棱镜靠近,光带宽度会如何变化?为什么?
看答案和判分标准
答案:光带宽度变窄。因为光屏靠近三棱镜,各色光分离后的传播距离缩短,偏折角度差异导致的横向位移减小,故光带变窄。
判对标准:
答出“变窄”得1分;正确解释“传播距离缩短,横向位移减小”得2分;仅答“变窄”无解释得1分;答错得0分。
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