Question

課題三：與光有關(guān)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究
夏季的雨后，天上通常會(huì)出現(xiàn)一道美麗的彩虹如圖．小玉想，我們通�？吹降奶�陽(yáng)光是白光，那彩虹是怎樣產(chǎn)生的呢？他想弄清其中的秘密．

他按照老師的提示組裝如圖所示的裝置．果然在光屏上出現(xiàn)了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛紫七種顏色的光跟天上的彩虹一樣．他得到了如下結(jié)論：
（1）天空出現(xiàn)的彩虹，可以說(shuō)明太陽(yáng)光是一種

復(fù)色

（填“單色光”或“復(fù)色光”）；
（2）逆向思維，如果將這幾種光混合，將會(huì)得到

白

光．
小張翻開(kāi)課堂筆記他將這次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與聲現(xiàn)象的有關(guān)知識(shí)結(jié)合如下：

通過(guò)詢問(wèn)老師得知：由兩個(gè)對(duì)象的某些相同或相似的性質(zhì)，推斷它們?cè)谄渌�性質(zhì)上也有可能相同或相似的一種推理方法叫類比法
小張通過(guò)類比得到如下推論：
（1）超聲波的

方向性

好，幾乎沿直線傳播；而核爆炸產(chǎn)生的次聲波可以繞地球2～3圈，類比可以得出紅光繞過(guò)障礙物的能力比紫光強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)
（2）由可聽(tīng)聲波的頻率變化范圍類比可以得出紅光的頻率小于紫光的頻率
（3）根據(jù)聲音的傳播需要介質(zhì)可以類比得出光的傳播也需要介質(zhì)
（4）根據(jù)人耳有聽(tīng)不見(jiàn)的聲音超聲波、次聲波可以類比得出紅光外側(cè)與紫光外側(cè)有人眼看不見(jiàn)的光
小張想：類比得到的結(jié)論不一定正確，因此，要確認(rèn)結(jié)論的真確性，還需經(jīng)過(guò)論證．
小張的推論中肯定有一條是錯(cuò)誤的，請(qǐng)你幫他改正并結(jié)合一些現(xiàn)象闡述理由：
改正：

光的傳播不需要介質(zhì)

理由：

太空是真空，太陽(yáng)光可以照射到地球上

以下是小張給出的部分論證請(qǐng)你補(bǔ)全：
（1）紅綠燈，是以紅燈為停的標(biāo)志，正是因?yàn)椋?!--BA-->

紅光繞過(guò)障礙物的能力比其他光強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)，防止下霧天因看不清而出現(xiàn)交通事故

．
（2）根據(jù)聲音的多普勒效應(yīng)：遠(yuǎn)離我們的火車(chē)汽笛聲，聽(tīng)起來(lái)聲音變鈍，說(shuō)明音調(diào)變低，頻率變

小

；根據(jù)光的多普勒效應(yīng)：行星遠(yuǎn)離我們而去時(shí)，發(fā)生“譜線紅移”的現(xiàn)象說(shuō)明紅光的頻率小于紫光的頻率
小張?jiān)谡撟C推論（4）時(shí)，遇到困難，對(duì)于看不見(jiàn)的光我怎么驗(yàn)證它的存在呢？他冷靜的思考了一會(huì)兒，終于想出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法：
（1）尋找方法：超聲波人耳聽(tīng)不到，但超聲波可以粉碎人體內(nèi)的小石頭說(shuō)明

聲音具有能量

；光呢，它可以使周?chē)�變得明亮，變得溫暖、可能使膠卷感光…
（2）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：裝置如圖所示先分解太陽(yáng)光，直接將溫度計(jì)放在各色光及紅光、紫光外側(cè)等區(qū)域發(fā)現(xiàn)紅光外側(cè)溫度計(jì)示數(shù)上升，說(shuō)明紅光外側(cè)有看不見(jiàn)的光，它能使被照射的物體發(fā)熱具有

熱

效應(yīng)．將一百元紙幣的熒光物質(zhì)放在各色光及紅光、紫光外側(cè)等區(qū)域發(fā)現(xiàn)在

紫光外側(cè)

區(qū)域，紙幣中的熒光物質(zhì)發(fā)光，具有

熒光

效應(yīng)．
（3）得出結(jié)論：自然界有人眼看不見(jiàn)的光
（4）實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：小玉發(fā)現(xiàn)小張?jiān)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程溫度計(jì)示數(shù)上升較慢需要改進(jìn)，
①改進(jìn)方法是：

溫度計(jì)的玻璃泡涂黑

；
改進(jìn)理由是：

黑色吸熱能力強(qiáng)

．
小玉發(fā)現(xiàn)還有一處設(shè)計(jì)不科學(xué)．請(qǐng)你代小玉告訴他：
②設(shè)計(jì)不科學(xué)的是：

用一支溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)不妥

；
改進(jìn)方法是：

應(yīng)用九支溫度計(jì)同時(shí)放在不同區(qū)域，比較溫度的高低

．

Answer 1

分析：（1）復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象叫做光的色散．
（2）再讓三棱鏡分解出來(lái)的彩色光帶通過(guò)靈異倒置的三棱鏡后，光束又混合成白光．
（1）根據(jù)超聲波的特點(diǎn)來(lái)回答此題．
（4）分析小張的推論，發(fā)現(xiàn)（3）根據(jù)聲音的傳播需要介質(zhì)可以類比得出光的傳播也需要介質(zhì)，有明顯錯(cuò)誤，因?yàn)楣獾膫鞑ゲ恍枰�介質(zhì)．
（1）大氣對(duì)光的散射有一個(gè)特點(diǎn)：波長(zhǎng)較短的光容易被散射，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光不容易被散射，紅光不容易被散射，在空氣中可以傳播較長(zhǎng)的距離．
（2）音調(diào)高低與頻率有關(guān)，頻率大，音調(diào)高，頻率小，音調(diào)低．
（1）超聲波有很強(qiáng)的穿透性，能夠傳遞能量，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)方面．
（2）紅外線的熱效應(yīng)強(qiáng)，根據(jù)這一特性制成熱譜儀、夜視儀等等．紫外線的用途：使熒光物質(zhì)發(fā)光，制成驗(yàn)鈔器；殺菌；促使維生素D的合成．
①根據(jù)黑色吸熱本領(lǐng)比其他顏色強(qiáng)來(lái)解答．
②小張要測(cè)9處不同區(qū)域的溫度，因此只用一支溫度計(jì)，顯然很不準(zhǔn)確．

解答：解：（1）天空出現(xiàn)的彩虹，是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛紫七種顏色的光組成，此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，太陽(yáng)光是一種復(fù)色光；
故答案為：復(fù)色．
（2）再讓三棱鏡分解出來(lái)的彩色光帶通過(guò)靈異倒置的三棱鏡后，光束又混合成白光，進(jìn)一步證實(shí)了白色的太陽(yáng)光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫這七種顏色組成．
故答案為：白．
（1）超聲波具有方向性好、穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能等特點(diǎn)．
故答案為：方向性．
（4）小張的推論（3）有錯(cuò)誤，因?yàn)楣獾膫鞑ゲ恍枰�介質(zhì)，太陽(yáng)光通過(guò)太空可以照射到地球上．
故答案為：光的傳播不需要介質(zhì)；太空是真空，太陽(yáng)光可以照射到地球上．
（1）根據(jù)大氣對(duì)光的散射特點(diǎn)可知：紅光繞過(guò)障礙物的能力比其他光強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)，防止下霧天因看不清而出現(xiàn)交通事故，所以紅綠燈，是以紅燈為停的標(biāo)志．
故答案為：紅光繞過(guò)障礙物的能力比其他光強(qiáng)，傳播距離遠(yuǎn)，防止下霧天因看不清而出現(xiàn)交通事故．
（2）音調(diào)高低與振動(dòng)頻率有關(guān)，頻率大，音調(diào)高，頻率小，音調(diào)低，所以聽(tīng)起來(lái)聲音變鈍，說(shuō)明音調(diào)變低，頻率變�。�
故答案為：�。�
（1）超聲波有很強(qiáng)的穿透性，能夠傳遞能量，所以外科醫(yī)生可以利用超聲波振動(dòng)除去人體內(nèi)的結(jié)石．
故答案為：聲音具有能量．
（2）紅光之外是紅外線，紅外線的熱效應(yīng)很強(qiáng)，紅外線能使溫度計(jì)示數(shù)升高很快．
紫外線使熒光物質(zhì)發(fā)光，鈔票上有熒光物質(zhì)，起到防偽的作用．
故答案為：熱；紫光外測(cè)；熒光．
①因?yàn)楹谏�吸熱本領(lǐng)強(qiáng)，所以可以將溫度計(jì)玻璃泡涂黑，使溫度計(jì)示數(shù)變化較大，增加溫度計(jì)的靈敏度．
故答案為：溫度計(jì)的玻璃泡涂黑；黑色吸熱能力強(qiáng)．
②因?yàn)樾�張要比較9處不同區(qū)域的溫度，所以如果只用一支溫度計(jì)測(cè)量，測(cè)量的溫度數(shù)值誤差很大，很不準(zhǔn)確，因此用一支溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)不妥，應(yīng)用九支溫度計(jì)同時(shí)放在不同區(qū)域，比較溫度的高低．
故答案為：用一支溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)不妥；應(yīng)用九支溫度計(jì)同時(shí)放在不同區(qū)域，比較溫度的高低．

點(diǎn)評(píng)：此題綜合考查了光、聲音的知識(shí)，這些內(nèi)容都和生活息息相關(guān)，體現(xiàn)了物理來(lái)源于生活，服務(wù)于生活的宗旨，要求學(xué)生在平時(shí)多觀察，多思考，注重理論聯(lián)系生活實(shí)際．