八年级物理光的色彩颜色

§4.1 光的色彩颜色

草桥初二庄鸿陆瑾

教学目标：

1.亲历光的色散的实验探究过程，知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、

紫七种色光组成的

2.通过实验并运用对比的研究方法，简单了解光的混合与颜料的混合的不

同

3.通过阅读和联想，确认光具有能量

教学重点：

光的色散和色光的混合

教学难点：

让学生成功地观察到实验现象，顺利完成本课的两个探究活动

教学用具：

平面镜、狭缝、三棱镜、手电筒、光屏、透明玻璃纸（各种颜色）、颜料

教学方法：

观察、实验

教学过程：

一、新课引入

为什么我们能看到眼前的世界？是眼睛发出了光照亮了物体，所以物体才被我们看到吗？学完本节之后，我们再来回答这个问题。

板书：§3.1 光的色彩颜色

二、新课教学

我们知道，我们人类能在地球上生存，离不开阳光、空气和水。太阳的光芒带给我们光和热。像太阳这样能自身能发光的物体我们就把它叫做光源。

〈板书〉：一．光源：自身能发光的物体。

教师问：“除了太阳是光源，同学们能列举出其他例子吗？”

（根据学生的回答情况，老师做适当总结）

〈板书〉：天然光源：太阳、闪电

生物光源：发光的水母、萤火虫

人造光源：舞台上的灯光、激光束、煤气火焰

过渡：各种光源发出不同颜色的光。光到底有多少种颜色？

实验探究：分解太阳光

过渡：我们看到的阳光是白色的，17世纪前，人们认为白色的阳光是最单纯的，的确是这样吗？

演示实验：

1．光的色散演示

①一块带有窄缝的遮光板放在幻灯机上，调节幻灯机的镜头，使从平面镜

中反射出来的光束大约与水平成60°，并在屏幕上形成一条清晰的狭窄

的白光带，将三棱镜安装在铁架台上，并让棱镜可绕轴转动。

②观察：a.白光分解成了几种色光？

b.各种色光的排列顺序

c.与三棱镜的相对位置

③讨论后得出结论：光屏上从上到下白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、

紫七种色光，其中红光靠近三棱镜的尖的一端。

2．色光混合成白光的演示

①将另一三棱镜的顶角相对，对应边平行地放在色光的传播路径上。

②观察：在色光经过另一个棱镜偏折后，各种颜色的光相交的区域，又能看

到白光

〈板书〉光是由红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫七种颜色组成的。

3．观察色光的混合

活动：让学生分别透过红色，蓝色等玻璃纸观察周围的景物，看一看它们是否还是原来的颜色。

猜测：白色通过红色玻璃纸时看到什么现象？

实验探究1：

在手电筒上蒙一块有颜色（红色，蓝色或绿色）的玻璃纸，让光透过玻璃纸射出，照到白色的光屏上，屏幕上就会出现与玻璃纸同样颜色的光斑。

教师问：“这个现象说明了什么？”

引导学生回答：“不同颜色的玻璃纸将白光滤成和它们同种颜色的色光。也就是说，红色玻璃纸只让红光透过，蓝色玻璃纸只让蓝光透过，绿色玻璃纸只让绿光透过。”

实验探究2：

用两把手电筒演示，将两块不同颜色的玻璃纸（红色，蓝色或绿色）分别蒙在两把手电筒上，将不同色光投影到屏幕上，形成不同色光的交汇。观察交汇处色光颜色的变化。

教师问：“这个现象又说明了什么？”

引导学生回答：“不同颜色的光混合，能够变成另外一种颜色的光。”

〈板书〉：二．光的三原色：红、绿、蓝

介绍光的三原色，见课本信息库材料

4．颜料的混合

学生活动：让学生将红绿蓝三种涂料两两涂在课本P57表中

观察：图中重叠区域的颜色

结论：色光的混合与颜料的混合情况不同

〈板书〉：三．颜料的三原色：红、黄、蓝

简单介绍颜料的三原色，见课本信息库材料

5．光具有能量

①让学生观察教材P57插图

②讨论范例中物体被光照射后产生的变化

〈板书〉：光具有能量

学生列举生活中的例子：（1）激光切割

（2）用凸透镜汇聚太阳光点燃火柴

（3）利用太阳能工作的太阳帽

三．课后练习

课本P58，习题1（课后查阅相关资料）

课后补充资料：

1颜色的心理感觉

不同的颜色会给不同的浏览者以不同的心理感受。一般来讲：

红色－－是热烈、冲动、强有力的色彩，它能使肌肉的机能和血液循环加快。

橙色－－是欢快活泼的光辉色彩，是暖色系中最温暖的颜色，它使人联想到金色的秋天，丰硕的果实，是一种富足、快乐而幸福的颜色。

黄色－－是亮度最高的色，黄色的灿烂、辉煌，有着太阳般的光辉，象征着照亮黑暗的智慧之光。黄色有着金色的光芒，有象征着财富和权利，它是骄傲的色彩。

绿色－－是一种非常美丽、优雅的颜色，它生机勃勃，象征着生命。绿色宽容、大度，几乎能容纳所有的颜色。

蓝色－－是博大的色彩，天空和大海这辽阔的景色都成蔚蓝色。蓝色是永恒的象征，它是最冷的色彩。纯净的蓝色表现出一种美丽、文静、理智、安祥与洁净。

紫色－－是波长最短的可见光波。紫色是非知觉的色，它美丽而又神秘，给人深刻的印象，它既富有威胁性，又富有鼓舞性。紫色是象征虔诚的色相，当光明与理解照亮了蒙昧的虔诚之色时，优美可爱的晕色就会使人心醉！

黑色与白色－－是对色彩的最后抽象，代表色彩世界的阴极和阳极。太极图案就是以黑、白两色的循环形式来表现宇宙永恒的运动的。

灰色－－在色彩体系中灰色恐怕是最被动的色彩了，它是彻底的中性色，依靠邻近的色彩获得生命。灰色意味着一切色彩对比的消失，是视觉最安稳的休息点。然而，人眼不能长久地、无限地注视着灰色，因为无休止的休息意味着死亡。

了解了七色光中的每种基本特性，我们就可以根据其特性来进行我们所需的色彩搭配。2关于滤色镜

滤色镜通常是由有色光学或有色化学胶膜制成。使用时将它装置在镜头前或镜头后，用它来调节景物的影调与反差，使镜头所摄取的景物的影调与人的眼睛所感受的程度相近似，也可以通过滤色镜来获得某种特定的艺术效果。滤色镜在摄影创作、印刷制版、彩色摄影及放大和各种科技摄影中被广泛利用。

①滤色镜的种类

由于制作材料的没、色素密度的差异、调整补偿作用的区别以及种种特殊用途，决定了滤色镜的种类繁多。

●制作材料方面的类别

各类滤色镜在制作过程中，根据各种不同的用途和要求，所选用的材料也不相同，制作出来的种类和形状也各种各样。

按制作材料上的区别来看，常见的滤色镜可分为色胶膜、玻璃夹膜和色玻璃三种：

色胶膜滤色片

色胶膜滤色片是一种特制的有色透明化学薄胶色膜。它的优点是透明度很高，颜色种类较多，制作成本较低，尺寸大小可根据需要随意剪裁。在电影摄影机、照相机和放大机中都有应用。但是它没有防污染的保护层，容易弄脏和损坏，遇到高温时色泽容易消褪，不宜长期使用。

玻璃夹膜滤色镜

玻璃夹膜滤色镜是由两片无色玻璃夹一层有色胶膜粘合而成。它的优点是透明度很高，用化学方法制成的色素等级较多，对各种色光具有较高的吸收和通过能力，便于擦拭和保存。在电影摄影、彩色放大机中广为采用，照相机使用这类滤色镜也不少。但是两片玻璃所夹的胶膜，如受潮或受震，容易使镜片开胶或变质；两片玻璃粘合起来厚度较大，如玻璃研磨不精良，还可能引起镜头的焦点发生变化而影响结像的清晰度。

色玻璃滤色镜

色玻璃滤色镜是选用质地优良的有色光学玻璃研磨制成。它的优点是透明度高，研磨厚度较薄，不会改变镜头的焦点，吸收和通过各种色光的能力较强，即使受潮受热，颜色照样保持不变。现代摄影中，普遍彩这种滤色镜。但是由于有色光学玻璃的颜色调制工艺方面的原因，它的各种色素等级不如色胶膜、玻璃夹膜滤色镜那么多。

以上三种滤色镜，最常见的是色玻璃滤色镜和玻璃夹膜滤色镜。此外，还有一种液滤色镜，是将有色液体注入透明器具里，色液的深浅浓淡可随时按照国际固定标准调制。把这种盛有色液的器具置于摄影机镜头前，达到调节被摄物色调的目的。这种色液滤色镜是专门供科学实验室内进行特殊摄影使用的。

●色素密度方面的类别

各种滤色镜的不同颜色，是由各种不同的色素构成的。同一色素的密度不一样，所形成的同一颜色的深浅浓淡也各不相同。按色素的区别，常用的滤色镜可分为黄、黄绿、橙、红、绿、蓝多种。每种颜色的滤色镜，按色素密度的不同，又有深浅浓淡之别，通常用阿拉伯数字标定滤色镜的色素密度，这就是滤色镜的号数。

不同颜色的滤色镜对各种色光的通过率也不相同。同一种颜色的滤色镜，其颜色的浓淡程度不同，对色光吸收和通过程度也有区别，颜色深的吸收多通过少，颜色淡的吸收少通过多。按照滤色镜各色的色素密度可分为弱性、中性和强性三种：

弱性滤色镜

弱性滤色镜只能吸收紫外线和少量的蓝紫光线，其他色光能全部通过，吸收力小，通过率大。所拍摄的照片的影调与被摄物体的色调相比较，没有明显的差别（分色片和盲色片例外）。通常所用的0号微黄和1号淡黄滤色镜都属于弱性滤色镜，使用这种滤色镜，一般不会影响曝光量，大多在照度较弱或被摄物体运动较快时使用。

中性滤色镜

中性滤色镜能吸收大部分蓝紫光线，吸收力较大，通过率略小。所摄取的照片的影调与被摄景物的色调相比较，显得自然适度，达到较理想的效果。通常2、3号黄色与1号橙色及黄绿和淡绿色滤色镜属于中性滤色镜，是摄影中常用的滤色镜。在拍摄风光、花卉、雪景、建筑物、室外人像和静物时，常常是离不了中性滤色镜的。

强性滤色镜

强性滤色镜能吸收全部蓝紫光线，只能通过所需要的部分色光，吸收力极大，通过率很小。所拍摄的照片的影调与被摄景物的色调比较，反差强烈，对景物颜色的调节超越了自然状态。通常2、3号橙色，4号黄色、深绿色和2号红色等浓颜色的滤色镜属于强性滤色镜。用它拍摄远景风光，能消除空气透视中的薄雾，使远景分外清晰。

●调整补偿方面的类别

各种滤色镜对各色光线的吸收和通过的作用，主要是用于调整感光材料的感色性能，使之能达到与人眼对各色所感受的程度，或者为了使某一种颜色得到突出的表现。按滤色镜对感光材料的调整作用可分为均匀调整、部分调整和单一调整三种：

均匀调整滤色镜

均匀调整滤色镜能够对光谱中的蓝紫光线加以限制，让其他各色光线等量通过，均匀地调整感光材料的感色性能，使之接近于人眼的感色程度。摄影常用的各种滤色镜之中，中黄和和黄绿色滤色镜（浓黄除外）就属于均匀调整滤色镜。

部分调整滤色镜

部分调整滤色镜是颜色较浓的红、绿、蓝滤色镜，每种滤色镜只能通过同一颜色或近似同一颜色的光线，其他各色光线大多被吸收，对感光材料的感色性能起到部分调整的作用。如想让被摄景物的某种颜色在照片影调中得到突出的表现，可选用这类滤色镜。例如拍摄绿叶衬托的红花，应选用红滤色镜，可获得花明叶暗的效果，红花得以突出。

单一调整滤色镜

单一调整滤色镜的吸收力极大，只能通过波长范围极小的光线，对于光谱中的色光，除与滤色镜同一颜色的光线外，其他各色光线全部被阻止，形成一片黑暗。这种通过单一色光的滤色镜，是供科学研究摄影专用的。

●特殊用途方面的类别

通常所说的滤色镜，一般都是有色的，并且多是颜色不太浓重的单色。除此而外，还有无色的、特浓单色的、多色的、一半有色一半无色的和四周有色中心无色的滤色镜，是为特殊用途而制的。如紫外线滤色镜、红外线滤色镜、三原色滤色镜、天光滤色镜、雾镜和中性灰色镜、星光镜、又色镜、漫射镜、光芒镜等。

紫外线滤色镜（简称UV镜）

紫外线滤色镜大多是无色的，也有略呈微红或微黄色的。紫外线对影像清晰程度影响很大，加用这种UV滤色镜，可吸收紫外线。在紫外线较多的高山摄影中，UV滤色镜是必备的附件。无色的UV镜损失光线很少（约10％），使用时不需要额外增加曝光量，如与其他滤色镜合用时只需计算另一种滤色镜的曝光因数即可；微红或微黄的UV镜，其因数是1。

现代彩色感光胶片，不论是负片还是反转片，都在乳剂中加入了新型的防紫外光物质。使用这种防紫外光彩色感光片，如果不是在紫外线较多的高山或高原等环境中拍摄，在通常的条件下，大都不加用UV镜，而加用天光镜。

天光滤色镜

现代摄影常用的天光滤色镜有IA和IB两种，是专为彩色摄影中减少不悦目的天空青光而设计的，呈极淡的粉红色或淡橙色。它对光线没有阻光因数，黑白摄影也可以使用。

通常可以长期加在镜头上，兼作保护镜头之用。

还有一种天光镜是专为调整天空亮度而设计的，镜片的上半部为有色，下半部是无色的。这种天光滤色镜可以调节天空亮度与地面景物的影调比例。在风景摄影中，用黄色部分来限制天空的蓝紫光线，无色部分使地布景不物的光线全部通过，可获得天空和地布景不物感光均匀、表现适度的效果。用天光滤色镜拍摄逆光风景照片，效果尤佳。使用这种滤色镜拍摄风景时，以天空部分少于地面景物为宜，曝光时毋需考虑增加曝光量。

红外线滤色镜

红外线滤色镜是浓重的深红色。能吸收光谱中的全部可见光线，只能通过肉眼看不见的红外线，供红外线摄影专用。

三原色滤色镜

三原色滤色镜是用两片无色玻璃将红、绿、蓝三原色胶膜夹在中间粘合而成，两端红、蓝两色略宽于中间的绿色。彩色电影出现的初期，在电影摄影中拍摄三原色彩色片曾用此类滤色镜。

雾镜

雾镜是一种特制的滤光镜。其外形类似极细微的靡砂玻璃。在风景摄影中加用雾镜，能啬空间纵深感和空气透视感，加强了雾的效果。在侧光或逆光摄影中加用雾镜，效果最佳，雾的气氛最浓厚；如在顺光中加用雾镜，效果极差，几乎没有雾的气氛。运用雾镜一般不必增加曝光量。

中性灰滤光镜

中性灰滤光镜对各种波长的光线不加选择地普遍吸收，能够降低被摄景物的亮度，达到适应曝光组合的需要，它不影响景物的颜色反差。在电影摄影中，摄影机的速度是固定的，如遇到海滨、沙漠、雪地等明亮的环境，光圈收缩到最小仍要曝光过度，这时为了压低亮度，就需要选用不同密度的中性灰滤光镜。曝光量的大小以滤光镜的密度而定，密度愈大，需增加的曝光量愈多。还有一种局部呈中性灰、其余部分是透明的滤光镜，它的作用是局部降低明亮景物的亮度，在使用时往往不需增加曝光量。

②滤色镜的性能

各种滤色镜对光谱中的各种光线具有吸收、通过和阻止的功能。光线被吸收的少，则通光量就大，负片上曝光多、密度较大，表现在照片上的影调浅淡；光线被吸收的多，则通光量就小，负片上曝光也少、密度较小，表现在照片上的影调浓重。当光线全部被吸收时，通光量相当于零，负片就不能感光，其密度达到透明程度，照片上就变成黑暗一片了。

各种颜色的滤色镜，都是对与本身颜色相同或近似的色光通过量大，对其他各色光线则部分吸收或全部吸收。滤色镜的颜色不同，其吸收、通过的范围和程度各不相同。摄影中常用的几种滤色镜对光谱中可见光的吸收与通过情况如下：

●黄滤色镜

黄滤色镜能使黄、橙、绿、红诸色光（光谱中波长（565～700毫微米）得到不同程度的通过，其中黄色光通过量最多；吸收的是青、蓝、紫色光（光谱中波长400～500毫微米）。它适用于全色片和分色片。黄滤色镜按色素等级分为略黄、淡黄、中黄和深黄多种，在摄影实践中应用最广泛，一般拍摄带有蓝天白云的雪景、海滨和远景风光，日光中拍摄人物肖像以及某些产品的静物摄影和翻拍资料等，可根据需要选用不同号数的黄滤色镜。

●红滤色镜

红滤色镜能使红、橙、黄色光（光谱中波长565～700毫微米）得到不同程度的通过，其中红色光通过量最多；吸收的是绿、青、蓝、紫色光（光谱中波长400～565毫微米）。它只适用于全色片。通常为消除远景风光或雪景中的尘埃和薄雾，拍摄红色、棕色或褐色为主的物体，或为肤色较黑的人拍摄肖像和翻拍古书画等文献资料，均可选用不同号数的红滤色镜。深红滤色镜则是供军事、航空、医学及物理实验等红外线摄影专用的。

●绿滤色镜

绿滤色镜能使青、绿、黄、橙色光（光谱中波长470～620毫微米）得到不同程度的通过，其中绿色光通过量最多，青、橙色光通过量极少；吸收的是蓝、紫、红色光（光谱中波长400～470和620～700毫微米）它在分色片中使用极少，多用于全色片。使用特快全色片，在红、橙色灯光下拍摄红、橙色为主的物体时，由于特快片对红光较敏感，为使被摄影物色调均匀，可加用淡绿滤色镜。一般在拍摄高山风光、田野风景、药草景物、翻拍红橙色的古书画，或在人造光下拍摄静物和人像特写时，可选用不同号数的绿滤色镜。

●蓝滤色镜

蓝滤色镜能使蓝、青、紫色光（光谱中波长400～500毫微米）得到不同程度的通过。其中蓝色光通过量最多；吸收的是红、橙、黄、绿色光（光谱中波长500～700毫微米）。全色片和分色片均可使用蓝滤色镜。灯光中红、黄色较多，蓝色光偏少，如在灯光下拍摄，为弥补蓝色光的不足，可加用蓝滤色镜对红、黄色光适当地加以吸收。

滤色镜具有吸收和通过的功能，运用它的目的就在于校正和调节景物的色调反差，使景物的色调与照片上的影调和谐自然。

●滤色镜与景物的色调

我们已经知道，各种色光通过不同的滤色镜，可以在感光片上产生不同的效果；被摄景物的不同颜色可以在照片上形成不同程度的影调。如果对滤色镜与被摄景物的颜色之间的关系掌握不当，就可能使被摄景物的正常色调反差在照片上遭到歪曲和破坏。在摄影中，为了达到预期的某种艺术效果，可为了突出表现某一色调的景物，在影调处理中常常采用深浅影调相互衬托的手法，或以深衬浅，或以浅托深。

滤色镜对景物各种颜色的阴暗衬托作用可列表如下：

滤色镜对被摄景物的色调反差具有调节和校正作用，如果调节校正适当，可达到人眼对景物颜色所感受的程度，如果调节校正过度或不足，则要歪曲景物的正常色调反差。例如：

用全色片拍摄“蓝天白云中票据的红旗”，如果加用中黄滤色镜，就成为灰天白云衬托着浅灰的旗，影调反差是正常的，这就是调节校正适当；如果改用红滤色镜，则成为黑天白云衬托着白色的旗，影调反差过强，这就是调节校正过度；如果改用0号或1号略黄或淡黄滤色镜，就变成淡灰色的天空与不明显的云托着淡灰色的旗，影调反差太弱，这就是调节校正不足。

③滤色镜的用途

●消除尘雾

在自然界中，大气层里充满了大量的极细微的尘料和水蒸气，形成尘雾。日光中的蓝、紫光线透过这些尘雾时，被大量散射，使远处的景物产生一种模糊朦胧的状态。距离愈远，模糊的程度愈大。在这种情况下，如拍摄远处景物，由于感光胶片对尘雾中所扩散的蓝、紫光线极为敏感，所拍摄的远处景物影像就不够清晰。

为了使远处景物能达到影像清晰，就需要选用能够吸收和减弱蓝、紫光的滤色镜。一般来说，色泽较深的黄、橙或红滤色镜，可以吸收尘雾所散射的蓝、紫光线，使远处景物获得清晰的影像。

●调节反差

由于感光片对光谱中各种色光的感色性能各有差异，景物的不同颜色，通过曝光之后体现在照片上的黑白灰影调深浅各不相同，表现为反差不足或反差过强。在摄影中有时为了对景物的某一部分颜色加以调节，龛它体现在照片上的影调能够得到加强或减弱，就需要选用适当的滤色镜来增强或减少这一部分色光的通过量。这就是滤色镜调节反差的用途。

在冬季拍摄带有蓝天绿松树的雪景，白雪与蓝天、绿树的反差极为悬殊，如加用浅绿滤色镜，可获得反差比较谐调的效果。如用全色片拍摄黄底红字的物体，通过黄色光的绿滤色镜，能使黄底明亮，红字发黑，字迹就十分突出。反之，如加用红、黄色光均能通过的橙、红滤色镜，就减弱了反差，使黄、红两色均呈浅灰色，字迹则不明显。在阳光下拍摄人物肖像，为了调节人物面部亮度与天空亮度的反差，常加用黄滤色镜，可获得正常之影调。

●表现云天

在室外进行摄影活动，大多都离不开对云天的表现。蓝天白云或满天灿烂的云霞往往使一张普通的风光照片增色生辉；在日常拍摄纪念照片时，人们也喜欢用“蓝蓝的天上飘着白云”作为背景。

为了表现蓝天白云，可加用黄滤色镜，它对蓝天和白云的光线都有吸收作用，但对蓝天中的蓝、紫光吸收阻止较多，在照片上表现为较深的暗灰色影调；对白云的光线吸收较少，使白云在照片上暗灰色的天空中显得突出。

如果加用橙、红滤色镜来表现云天，可使蓝天更暗，白云更突出，但往往给人一种不自然的失真感觉。所以在一般情况下，不宜用红、橙滤色镜表现蓝天白云，除非是要创造某种特殊艺术效果。

●剔除颜色

在拍摄有色物体时，如需要将其中某一种颜色剔除或减少，可选用与这种颜色相同的滤色镜，使要剔除的颜色大量通过，在照片上则表现为白色，就起到了消除的作用。如拍摄被某种颜色所污染的物品，想剔除污染的颜色，可加用与此色相同的滤色镜，即可获得满意的效果。

●校正色光

有时用黑白胶片在灯光条件下拍摄，由于灯光中红、黄、橙色光过多，蓝、紫色光太少，可根据需要加用蓝滤色镜吸收过多的红、橙色光，相对弥补了蓝、紫色光的不足。在拍摄红花绿叶时，加红滤色镜，花明叶暗；加绿滤色镜，则花暗叶明。

在彩色摄影中，为使景物的各种颜色能够在彩色感光片上达到色彩平衡，常选用起校色作用的滤色镜来校正色光。

●特殊效果

在室外强烈的日光下，使用全色片加用深红滤色镜，可获得月夜的效果；如将深红滤色镜与偏光镜合起来使用，能够进一步加强夜景气氛。在电影中拍摄外景时，常用此法来创造室外夜景效果。

●降低亮度

在一些光线过分明这的环境中，如海滨、雪地、沙漠等场合，尽管曝光组合已达到极限（即光圈已收缩到最小一级，快门速度也调整到最快一档，在电影摄影中速度是固定的），仍无法做到曝光适度，为了使景物的亮度适应曝光组合，就需要选用能够降低亮度的中性灰滤光镜，将景物的这度普遍降低，达到可以适应曝光所需要的亮度。有时为了降低天空或背景部分的亮度，常采用半截中性灰滤光镜来局部降低亮度，使地面景物的亮度不变。这种降低亮度的中性灰滤光镜在电影摄影中是不可缺少的。