3.成果展示:观察墙面上出现的彩虹,发现白光可分解为红、橙、、、、靛、紫七种颜色的光,可见白光是由混合而成的。用彩笔在下面画下这个美丽的彩虹吧。

3. 黄 绿 蓝 各种色光 图略。

【分析】本题考查光的色散相关知识，需回忆白光分解后的七色光顺序及白光的组成。首先，白光通过色散会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，因此红之后的三个空依次为黄、绿、蓝；同时，该现象说明白光是由各种色光混合而成的。
【解析】光的色散实验表明，白光（太阳光）可分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，因此题目中红之后的三个空依次填黄、绿、蓝；这一现象说明白光是由各种色光混合而成的。
【答案】黄、绿、蓝；各种色光（图略）
【知识点】光的色散、色光的混合
【点评】本题属于光学基础识记类题目，考查光的色散的基本内容，难度较低，学生只需牢记课本中光的色散的七色光顺序及白光的组成即可解答。
【难度系数】0.9

活动任务三
科普讲解彩虹形成的原理。
当太阳光从空气斜射入水中时，会发生光的现象。不同颜色的光在折射时偏折的程度不同——偏折最明显，红光偏折最弱。于是，太阳光（白光）被分解成七种色光，形成彩虹。
雨后、瀑布旁、洒水车洒水时或花园浇灌时，空气中会悬浮着大量细小的水珠，它们就像一个个微小的三棱镜。太阳光照射到这些小水珠上时，会发生光的折射和反射现象：光先在水珠表面一次，再在水珠内壁发生，离开水珠时再次折射。经过这一系列作用，七种色光以不同角度射出，进入我们的眼睛，我们便看到了彩虹。
需要注意的是，你看到彩虹时，太阳一定在你的身后。这是因为光射入水珠再反射回眼睛的路径，决定了太阳、水珠和你的眼睛必须成特定的角度（约$42°$）。因此，彩虹通常出现在太阳位置较低的清晨或傍晚。中午太阳较高，光线照射角度不合适，彩虹就难以出现。
交流评价

折射 紫光 折射 反射

【分析】本题考查彩虹形成的光学原理，需结合光的色散、折射、反射的相关知识逐步分析填空：首先，太阳光斜射入水珠（相当于三棱镜）时会发生折射，这是色散的前提；其次，不同色光折射偏折程度不同，紫光偏折最明显，红光最弱；最后，光在水珠内的传播过程包含表面折射、内壁反射，最终形成彩虹。
【解析】1. 太阳光从空气斜射入水中，会发生光的折射现象，为色散提供基础，故第一空填“折射”；2. 不同色光折射时偏折程度有差异，紫光偏折最明显，红光偏折最弱，故第二空填“紫光”；3. 太阳光进入小水珠时，先在水珠表面发生折射，故第三空填“折射”；4. 光进入水珠后，在水珠内壁发生反射，之后离开时再次折射，故第四空填“反射”。
【答案】折射 紫光 折射 反射
【知识点】光的色散、光的折射、光的反射
【点评】本题结合生活中常见的彩虹现象，将光学基础知识点与实际场景结合，帮助学生理解光的色散原理，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.7

各小组展示自制的人造彩虹装置和画出的彩虹，并尝试化身“景点设计师”：结合光的色散原理，为人工喷泉、景观瀑布或花园浇灌系统提出创作彩虹的合理建议（如光源位置、水雾大小、观察角度等）。比比看，哪个小组的方案既科学又容易实现。

解：
结合光的色散原理，可提出如下科学易实现的创作建议：
1. 光源选择与位置：优先选用太阳光作为天然光源，将水雾产生区域设置在无遮挡的太阳照射开阔处，让太阳光从观察者的身后斜射向水雾区域；若为夜间场景，可选用大功率白光射灯，将射灯固定在观察者站位的后方，斜向对准水雾区域，保证白光能够射入水雾中的小水珠。
2. 水雾大小控制：调整喷泉/喷雾装置的出水孔径，让喷出的小水滴直径保持在0.5~1mm区间，水雾均匀连续、有足够的覆盖范围，避免水滴过大直接下落、或水雾颗粒过小无法产生明显色散效果。
3. 观察角度设置：引导观察者站在背对光源的位置，朝向水雾区域观测，视线与入射到水雾的白光光线夹角约为40°时，观测到的彩虹最清晰完整。
4. 落地优化方案：选择晴天的上午10点前或下午3点后（太阳高度角较低的时段）开启喷雾装置，无需额外加装人工光源，仅靠太阳光就可以形成明显的彩虹，方案成本低、易操作实现。

【分析】
人造彩虹的核心原理是光的色散，即复色光（白光）通过空气中的小水珠时，经折射、反射分解为单色光形成彩虹。解题时需围绕色散的必要条件：复色光源、合适大小的水珠、特定的入射与观察角度，结合易实现的要求，从光源选择、水雾控制、观察角度、时段选择四个维度提出合理建议，确保方案科学且操作简单。
【解析】
根据光的色散原理，白光（复色光）射入空气中的小水珠时，会发生折射、反射，不同色光折射程度不同，从而形成彩虹。据此提出以下科学易实现的创作建议：
1. 光源选择与位置：优先选用太阳光作为天然光源，将水雾产生区域设置在无遮挡的太阳照射开阔处，让太阳光从观察者的身后斜射向水雾区域；若为夜间场景，可选用大功率白光射灯，将射灯固定在观察者站位的后方，斜向对准水雾区域，保证白光能够射入水雾中的小水珠。
2. 水雾大小控制：调整喷泉/喷雾装置的出水孔径，让喷出的小水滴直径保持在0.5~1mm区间，水雾均匀连续、有足够的覆盖范围，避免水滴过大直接下落、或水雾颗粒过小无法产生明显色散效果。
3. 观察角度设置：引导观察者站在背对光源的位置，朝向水雾区域观测，视线与入射到水雾的白光光线夹角约为40°时，观测到的彩虹最清晰完整。
4. 落地优化方案：选择晴天的上午10点前或下午3点后（太阳高度角较低的时段）开启喷雾装置，无需额外加装人工光源，仅靠太阳光就可以形成明显的彩虹，方案成本低、易操作实现。
【答案】
结合光的色散原理，可提出如下科学易实现的创作建议：
1. 光源选择与位置：优先选用太阳光作为天然光源，将水雾产生区域设置在无遮挡的太阳照射开阔处，让太阳光从观察者的身后斜射向水雾区域；若为夜间场景，可选用大功率白光射灯，将射灯固定在观察者站位的后方，斜向对准水雾区域，保证白光能够射入水雾中的小水珠。
2. 水雾大小控制：调整喷泉/喷雾装置的出水孔径，让喷出的小水滴直径保持在0.5~1mm区间，水雾均匀连续、有足够的覆盖范围，避免水滴过大直接下落、或水雾颗粒过小无法产生明显色散效果。
3. 观察角度设置：引导观察者站在背对光源的位置，朝向水雾区域观测，视线与入射到水雾的白光光线夹角约为40°时，观测到的彩虹最清晰完整。
4. 落地优化方案：选择晴天的上午10点前或下午3点后（太阳高度角较低的时段）开启喷雾装置，无需额外加装人工光源，仅靠太阳光就可以形成明显的彩虹，方案成本低、易操作实现。
【知识点】
光的色散、光的折射、光的反射
【点评】
本题为物理知识在生活中的应用类题目，要求学生将光的色散原理转化为实际可行的人造彩虹方案，既考查了对核心物理概念的理解，又锻炼了学生的实践应用与创新设计能力，方案设计兼顾科学性与可操作性，贴近生活实际，符合物理学科核心素养的培养要求。
【难度系数】
0.5

天然水晶是稀有矿物，本身几乎没有颜色。当我们把水晶放在阳光下时，它会呈现美丽的彩色光晕。想一想，我们之前用什么实验让太阳光变成了彩虹？水晶在这里可能起到了什么作用？请大家查阅资料并讨论形成这种现象的原因。

解：
我们之前利用三棱镜完成光的色散实验，让太阳光通过三棱镜后分解出七种色光，得到了类似彩虹的彩色光带。
水晶在这里起到了相当于三棱镜的作用。
该现象的形成原因是：太阳光属于复色光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成，不同色光在水晶介质中发生折射时的偏折程度不同，太阳光穿过水晶的过程中经过折射，复色光就被分解为七种单色光，发生光的色散现象，因此呈现出美丽的彩色光晕。

【分析】
要解决这个问题，首先回忆让太阳光形成彩虹的实验：该实验是光的色散实验，利用三棱镜实现；接着分析水晶呈现彩色光晕的现象，其本质与色散现象一致，需明确水晶的作用及色散的成因，核心是复色光通过介质时因折射偏折不同发生分解。
【解析】
我们之前利用三棱镜完成光的色散实验，让太阳光（复色光）通过三棱镜后分解出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，得到类似彩虹的彩色光带；水晶在这里起到了相当于三棱镜的作用；该现象的形成原因是：太阳光属于复色光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成，不同色光在水晶介质中发生折射时的偏折程度不同，太阳光穿过水晶的过程中经过折射，复色光就被分解为七种单色光，发生光的色散现象，因此呈现出美丽的彩色光晕。
【答案】
我们之前利用三棱镜完成光的色散实验，让太阳光通过三棱镜后分解出七种色光，得到了类似彩虹的彩色光带。水晶在这里起到了相当于三棱镜的作用。该现象的形成原因是：太阳光属于复色光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成，不同色光在水晶介质中发生折射时的偏折程度不同，太阳光穿过水晶的过程中经过折射，复色光就被分解为七种单色光，发生光的色散现象，因此呈现出美丽的彩色光晕。
【知识点】
光的色散、光的折射
【点评】
本题结合生活中的光学现象，考查光的色散知识的应用，需要将课堂上学到的三棱镜色散实验原理迁移到水晶的光学现象解释中，难度适中，注重理论联系实际的能力。
【难度系数】
0.5