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)人耳有聽不見的聲音超聲波、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)離我們的火車汽笛聲，聽起來(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，它可以使周圍變得明亮，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．