品德与生活：知识讲座教材分析：我们们来造彩虹是北师师大版品德与生活二年级级 下册第四单单元奇妙的光中的第二主题题。本单单元围绕围绕 光 的问题设计问题设计 了“影子的探索“我们们来造彩虹“太阳光的利 用“三个主题题活动动。 教学目标标： 1.认识认识 太阳光的七种颜颜色。学会一些制造彩虹的方法。 2通过实验活动，探究一些和阳光有关的自然现象。 3养成爱观察、好提问的好习惯， 对对光的色彩有浓浓厚的 好奇心和探索兴兴趣。 4培养学生坚坚持不懈，不怕失败进败进 行探索的精神。影子的探索 1初步了解影子的特点。 2会自身想方法探究影子的特点，主动完成活动。 3对影子与光的联系发生浓厚兴趣，感受影子带来的 乐趣，并激发他们探究的欲望。 4通过活动体验，主动观察和探究，发现影子的特点 。 太阳光的利用 1、了解太阳光是地球上的主要能源之一。 2、知道人类利用太阳光为自己服务。 3、学习避免光的伤害，学会保护自己。 4、在调查、探究过程中体验太阳光的奥秘，培养探 究精神。彩虹是大自然产生的最美丽的奇观之一，它们非常美丽，事实 上无数童话故事、歌曲和传说的创作灵感都来自于彩虹。可以肯 定的是，创作这些故事的大部分艺术家（就像现在的大部分人一 样）都对这一现象不明所以。 其实彩虹的科学原理相当简单。只是一个基本的光学问题！ 在这篇文章中，我们将研究雨水和阳光是如何共同作用在空中产 生出色彩的。 光的弯曲 虹形成的基本过过程是折射光的“弯曲” 。当光从一种介质质穿越到另一种介质时质时 会发发生 弯曲（更准确的说说是光的方向会发发生改变变）。 这这是因为为光在不同介质质中的传传播速度不同。 假设您现在正推着购物车穿过停车场。停车场是购 物车的一个“介质”。如果您施加一个恒力，则购物车的 速度将取决于其所穿行的介质。在这个例子中，介质是 停车场上铺砌的路面。那么当您将购物车从停车场推进 草坪时会发生什么呢？草坪是购物车的另一种“介质”。 如果您将购物车直着推到草坪上，那么车就会慢下来。 由于草地介质具有更大的阻力，因此移动购物车所消耗 的能量更多。 但是当您以某个角度将车推到草坪上时会发生一些别 的情况。如果右轮先接触草坪，右轮的速度会先慢下来 ，而此时左轮依然在原来的路面上。因为左轮的瞬间移 动速度比右轮快，所以购物车在移动到草地上时将向右 转。而当您以某个角度将购物车从草坪推到马路上时， 一个车轮也会先于另一个车轮加速，车同样也会发生转 向。相同的道理，当一束光进入玻璃棱镜时也会发生偏转。这是一种简化的解释 ，那么让我们这样想一想：在光线中，一边的光比另一边的光先慢下来，因此光 线在空气与玻璃的界面会发生偏转（光线中的一部分光被玻璃棱镜反射，但大部 分光都穿过了棱镜）。当光线射出棱镜时将再次发生偏转，因为一边的光比另一 边的光先加速。 除了能在整体上将光弯曲外，棱镜还能将光分解成它的组成色。 不同的光有着不同的频率，从而使它们以不同的速度穿越物质。 一种颜色的光， 在玻璃中传播速度越慢，当它穿过空气与玻璃的界面时发生的偏转就越大，因为 速度差异变化较大。一种颜色的光，在玻璃中传播速度越快速度就不会降低太多 ，因此发生的偏转也就越小。就这样，当组成白光的各种颜色的光穿过玻璃时， 就被按照频率区分开来。如果玻璃像棱镜那样将光束偏转两次，人们就更容易观 察到分开的色彩了。这就叫做色散。 棱镜将白光分成它的组成色。为了简单起见 ， 图片只显示了光谱两端的红色和紫色。雨滴也可以按与棱镜相似的基本方式对光线进行折 射和色散。在适当的条件下，这种折射就可以形成彩虹 。在下一部分中，我们将要探寻这一过程是怎样进行的 。单个雨滴有着与棱镜不同的形状和密度，但雨滴对光 线的影响与棱镜相似。当一束白色太阳光以一个非常小 的角度投射到一组雨滴上的时候，您可以观察到其组成 色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这就是彩虹。为 了简单起见，我们仅观察红色和紫色的光，也就是可见 光光谱两端的颜色。 下面这副图描绘了一束太阳光投射 到一滴雨滴时发生的现象。众所周知，白光由多种颜色组成：红、橙、黄、绿 、蓝、靛和紫。正因如此，白光从棱镜一端射入后，才 会在另一端形成微型彩虹。要认识彩虹的本质，就要先 了解棱镜的工作原理，看看它是怎样将白光分解成多种 色光的。棱镜通常是一块三棱柱形状的玻璃或塑料材质 。为了造出微型彩虹，我们需要将一窄束白光从三棱柱 的一面射入，如下图所示：棱镜中之所以会发生色散，是由于玻璃的一种叫做“折射率” 的属性。每种介质都有自己的折射率。当光线进入一种介质时（ 例如光从空气进入棱镜），由于空气和玻璃的折射率不同，导致 光线改变方向。光的波长不同，折射角也不同。因为白光通过了 棱镜的两个侧面，而不同颜色的光会转过不同的角度，所以结果 就形成了彩虹。对于彩虹来说，空气中的雨滴就相当于一个个小 棱镜。日光射入雨滴，经过水滴一侧的反射后射出。在此过程中 ，白光散射成为多种色光，就和在玻璃三棱镜中出现的情况一样 ，如下图所示：（雨滴的入射光线与反射光线之间有一个夹角，其中红光为42 度，紫光为40度。从上面的示意图可以明白，由于夹角的不同， 来自不同雨滴的不同颜色的光到达人眼，从而使人看到空中由各 种颜色组成的拱形彩虹！至于双桥彩虹，第二座虹桥的形成 是由于光线在雨滴内部经过两次反射而产生的同样的效果。雨滴 的大小必须恰到好处，才能使光线在内部反射两次。肥皂泡为何有彩虹的颜色，或者潮湿路面上的溢油 内为何有彩虹的颜色？当光波穿过有两个反射面的物体 时，就会发生这种情况。两道频率相同的入射光波碰到 肥皂薄膜时，部分光波从薄膜顶层反射，另一部分光则 穿过薄膜并从底层反射。穿透薄膜的这部分光波与薄膜 的相互作用时间更长，因此无法与顶层反射的光波同步 进行。物理学家把这种情况称为异相。当这两组光波碰 到眼睛的光感受器时，就会互相干扰。干扰导致光波相 加或相减，从而形成频率或颜色不同的新光波。教学建议： 1可以通过多种方法把彩虹请进课堂， 激起学生的兴趣与求知欲。 2在学生的尝试中，老师给与有效的指 引。当一束光线射进三棱镜，会怎样？自制水棱镜我们还可以在哪看到彩虹?