物理虚拟现实课堂-光的色彩 颜色

（苏科版 八年级上册 第三章 第一节）

课程简介

本节是光学部分的首节内容，是对颜色之谜的揭秘。由于学生在日常生活中见过各种颜色，但对颜色成因知之甚少，有比较迫切的了解需求，因此，本节课确定为让学生掌握白光色散知识点的基础上提高学生学习兴趣，以及用虚拟实验来探究物理新知的能力。

教学目标

1. 通过视频及生活中的事例，让学生了解光源及光的色彩。

2. 通过虚拟实验探究，让学生了解光的色散、色光混合等现象，以及理解物体颜色知识点。

3. 通过举例让学生了解光是具有能量的。

4. 会用色光的混合和物体的颜色的知识解决简单问题。

重点难点

教学重点：光的色散和色光的混合。

教学难点：色光的混合及物体的颜色。

教学流程

环节一：光源

通过播放一段有关光影的视频片段，导入新课。

让同学们讨论思考如下问题，引入光的色彩及光源的定义。

问题1：视频中你发现了几种颜色的光？

问题2：生活中哪些物体能发光？灯泡发出的光与通过镜子反射的光一样吗？

问题3：太阳是什么光源？

师生总结：有些物体本身能够发光，而有些物体本身不发光，却能反射光，从而让人们看到。本身能发光的物体叫光源。光源又分为人造光源及自然光源。太阳光当然属于自然光源。

环节二：光的色散

教师：太阳是光源，那你觉得太阳发出的光是什么颜色？早晨、中午以及傍晚，太阳光的颜色一样吗？（由学生讨论回答）

教师：17世纪前，人们认为世界上太阳光的白光是最单纯的，英国的物理学家牛顿就做了一个分解太阳光的实验，把一束白色的太阳光分解成了多种颜色的光。今天我们就来重现一下这个实验，探究太阳光到底是什么颜色的。

实验探究：用一束太阳光或白光通过三棱镜分解成色光

实验结论：太阳光不是单纯的光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的色光组成的。白光分解成色光的现象叫做光的色散。

教师：生活中有没有光的色散现象？

引导学生将光的色散与彩虹的颜色关联，介绍彩虹的形成原因。并举例生活中其他的色散现象，如光盘、肥皂泡泡、有油的柏油马路呈现出的多彩颜色。

环节三：观察色光的混合

1. 色光能否混合成白光？

教师：既然白色的太阳光能分解成七种颜色的色光，那七种颜色的色光能否再次混合成白光？

引导学生思考，借助凸透镜的会聚作用，探究色光能否再次混合成白光。并在物理仿真实验室中进行演示。

实验结论：七种色光能够混合成白光。

2. 光的三原色

教师：是不是只有七种颜色的色光才能混合成白光？如果其中的部分色光混合能得到什么颜色？

教师介绍三原色相关知识：把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以得到各种颜色的光，因此把红、绿、蓝叫做色光的三原色。

在3D实验平台上演示并观察：

① 三原色两两混合生成什么颜色？

② 改变任意一束色光的光强，观察现象。

③ 三色叠加，观察三色光混合后的颜色。

实验结论：红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后，可以得到各种颜色的光。

3. 颜料的混合

让学生联想美术课上颜料的混合，并提问：将红、绿、蓝三种颜料混合后是不是也能得到白色？

学生分组进行颜料的混合实验，并对比色光的混合，分析它们的异同。

教师总结方法：像这种寻找几个事物异同点的研究方法叫做对比法。并介绍颜料的三原色。

环节四：物体的颜色成因

1. 透明物体的颜色

教师：请同学们猜想白光分别透过红、绿、蓝三张玻璃纸时会看到什么颜色的色光？然后让同学们用准备好的玻璃纸对着日光灯观察。

结论：透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。有色的透明物体只透过与它本身相同颜色的色光，而其他颜色的色光都被它吸收。

2. 不透明物体的颜色

教师：请同学们思考，为什么白天五颜六色的物体，到了夜晚没有灯光的照射都变成了黑色？

演示实验：利用3D实验室提供的完全无光环境，探究不同色光照射在彩色鹦鹉卡片上的颜色。

实验现象：白光下，鹦鹉卡片有白色、红色、绿色及青色（蓝绿混合）；无光照时，鹦鹉卡片是全黑色的；红光照射时，鹦鹉卡片在白光下呈红色和白色的部分是红色，绿色和青色部分是黑色；绿光下，鹦鹉卡片在白光下呈白色、绿色和青色的部分是绿色，红色部分是黑色；蓝光下，鹦鹉卡片在白光下呈白色和青色的部分是蓝色，红色和绿色部分是黑色；而鹦鹉卡片上黑色的线条，在任何色光下都是黑色。

实验结论：不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。有色的不透明物体只反射与它本身颜色相同的色光，而其他颜色的光都被它吸收。白色能够反射任何颜色的色光。黑色能够吸收任何颜色的色光。

环节五：光具有能量

教师先让学生自由讨论并举例光具有能量的例子，然后通过多媒体播放视频资料等形式，说明：

① 光具有能量。

② 光能可以转化为电能、内能、化学能等。

板书设

1. 光源：自身能发光的物体叫光源。

2. 光的色散：白光通过三棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色的色光。

3. 色光的混合：

① 光的三原色：红、绿、蓝；

② 颜料的三原色：红（品红）、黄、蓝（青）。

4. 物体的颜色：透明体的颜色是由透过的色光决定的；不透明体的颜色是由反射的色光决定的。

5. 光具有能量，光能可以转化为电能、内能、化学能等。

结语

《光的色彩 颜色》是初中物理光学部分很重要、学生很难理解的一节，这节课需要演示的实验有四五个，不仅需要准备大量实验器材、特殊实验环境，而且一节课的时间不足以演示这么多的实验。鉴于此，我们利用VR/3D实验室软件平台进行实验，不仅不用为准备器材而苦恼，而且还能为色光混合及探究物体的颜色等实验提供一个黑暗环境。更贴心的是，VR技术在给实验教学带来便捷的同时，它极具沉浸感的体验也能极大提高学生的学习兴趣。