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《光的颜色色散》教学设计一、教材分析《光的颜色色散》是普通高中课程标准实验教科书《物理（选修3-4）》“第十三章光”这一章中的第七节课，是在学了“光的折射”、“光的干涉”和“光的衍射”后的一节综合应用课，它在几何光学中具有重要地位，在高考中也是至关重要。
教材把光干涉（双缝干涉、薄膜干涉）时的色散、衍射（单缝衍射）时的色散和折射时的色散放在同一节内容中，是因为三者有共同的现象——色散，但三者产生色散的原理是不同的，所以教学中要重视现象的本质探究，把实质讲清楚。
二、学情分析学生在初中对“光的折射”有过简单的了解，在高中又对“光的折射”、“光的干涉”和“光的衍射”进行了深入的学习，这对学生对本节课的学习、理解和应用奠定了基础。
但从教材的编排看，学生在“光的折射”、“光的干涉”和“光的衍射”的学习中从未涉及“色散现象”，因此，对学生来说，干涉时的色散、衍射时的色散和折射时的色散是属于全新的知识，加上三者产生色散的原理是不同的，尤其课文中还融入了薄膜干涉的应用——“利用光的干涉检查平整度”，这些致使本节课的容量比较大，难度比较高。
三、设计思想正因为本节课的容量比较大，难度比较高，在这部分知识的教学设计时，依据教情、学情和学生的最近发展区，对知识点重新进行了整合，对难点进行了有效分解，以便学生的学习、理解和应用。
例如用两课时完成“§13.3光的干涉”的教学——第一课时完成双缝干涉以及双缝干涉时的色散教学，第二课时完成薄膜干涉以及薄膜干涉时的色散教学；在“§13.5光的衍射”教学中渗透“光的衍射时的色散”。
这样，就将“双缝干涉时的色散”、“利用光的干涉检查平整度”、“薄膜干涉时的色散”分解到“§13.3光的干涉”和“§13.5光的衍射”的教学当中，本节课的重点就成为“光折射时的色散”，难点就成为“光折射时的色散”、“光干涉时的色散”与“光衍射时的色散”的本质区别。
四、核心素养通过《光的颜色色散》的探究学习过程，让学生体验科学分析和探究的过程；激发学生对科学的好奇与探究的欲望；体验探究自然规律的艰辛和不易。
第十三章第七节：光的颜色色散【本章课标转述】通过实验，理解光的折射定律。
测定材料的折射率，认识光的全反射现象。
初步了解光导纤维的工作原理和光线在生产中的应用，认识光线技术对经济社会生活的重大影响。
观察光的干涉、衍射和偏振现象。
知道产生干涉、衍射现象的条件。
用双缝干涉实验测定光的波长。
观察薄膜干涉现象。
了解激光的特性和应用。
用激光观察全息照相。
【学习目标】1、知道什么是色散现象。
2、观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉能产生色散，并能利用它来解释生活中相关的现象。
3、知道棱镜折射能产生色散。
认识对同一介质，不同颜色的光折射率不同。
【学习过程】复习提高：1、在上一节双缝干涉的实验中，使用红光和使用绿光得到的条纹间距不同，试分析其原因。
2、如果使用白光做双缝干涉实验，光屏上将会呈现什么样的图像呢？图像具有什么特征？探究点一、光的色散光谱1、光的色散：含有多种颜色的光被分解为____________的现象。
2、光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的长短____________排列。
探究点二、薄膜干涉中的色散（1）观察课本P68页实验《用肥皂膜做薄膜干涉实验》回答以下问题：实验中肥皂膜的厚度具有什么特点?实验中，肥皂膜上呈现了什么样的图样？（2）薄膜干涉的成因灯焰的像是液膜前后两个面___________的光形成的。
与双缝干涉的情况相同，这两列光波也是由同一个实际的光源分解而成的，所以它们具有___________、恒定的相位差，它们是相干光源。
（看P68图13.7-3）白光的薄膜干涉现象上述实验如果把光源换成白光，会形成什么样的图样呢？（3）薄膜干涉的应用增透膜在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光（注意：这里说的是红光）在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了.单层增透膜只能使某个特定波长λ的光尽量减少反射，对于相近波长的其他反射光也有不同程度的减弱，但不是减到最弱，对于一般的照相机和目视光学仪器，常选人眼最敏感的波长λ=550nm作为“控制波长”，在白光下观看此薄膜的反射光，黄绿色光最弱，红光蓝光相对强一些，因此镜面呈淡紫色。
光的颜色色散教学目标一、知识目标1.理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的道理.2.知道光的色散现象.3.理解光的色散现象的成因.4.知道不同色光在同一介质中传播速度不同.5.知道同一介质对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大.二、能力目标1.会应用棱镜进行有关的光路控制.2.会根据折射定律分析判断白光色散的结果.三、德育目标通过自然界中的光现象——虹霓的教学及色散现象的教学激发学生对大自然的热爱以及对自然之谜的求知欲望.●教学重点1.棱镜对光线的作用.2.光的色散现象及其成因.●教学难点用光的折射定律分析不同色光通过同一介质后的偏折情况.●教学方法本节课通过实验观察、理论分析,辅助以CAI课件对棱镜对光的偏折作用、光的色散现象及其形成原因等进行多途径的教学.同时介绍一些相关的科普知识开阔学生的视野，尽量增加学生的观察以达到身临其境、兴趣盎然的效果.●教学用具同上节课的光学演示仪，三棱镜若干.CAI课件（单色光通过棱镜后的偏折情况，白色光通过棱镜的色散现象，虹霓的形成）●课时安排1 课时●教学过程一、引入新课［师］同学们看过雨后天空的彩虹吗？（学生有的回答看过，有的回答没看过）（教师用课件播放彩虹图片，学生惊叹其美丽）［师］彩虹的美丽一直是为人们所赞叹的，但是在座的有谁知道彩虹是怎样形成的吗？［无人回答］我们学完这一节的内容大家就会知道了，想知道吗？［生回答想］那就好好的跟我学吧.二、新课教学（一）棱镜棱镜对光线的作用1.介绍棱镜教师出示若干个棱镜（大约十几个）给学生传着看.让学生知道什么是棱镜.2.棱镜对光线的作用a.在黑板上画出棱镜的截面如图19—44，让一个学生到黑板上画出在光线从空气入射到AC面时的折射光.再请一位同学画出从棱镜进入空气时在AB面上的折射情况.b.用实验演示验证一下同学画的对不对.c.归纳结论——光在棱镜的两个侧面发生折射时，每次折射都使光线向棱镜的底面偏折.d.让学生猜想出入射光的偏折程度可能与哪些因素有关.［学生］与折射率有关.e.入射光方向不变，若折射率比原来大，再让一位学生画出此时光线的两次偏折情况.得出折射率越大，偏折越大的结论.（二）光的色散1.光的色散现象［教师］刚才我们是用红光做的实验.如果让一束白光通过棱镜你能想象出将是什么样的吗？［生甲］还是白色.（其他学生犹豫）［教师］猜的不是完全没有道理.因为刚才红光折射后出来时还是红光嘛.但是还是让我们用实验来验证一下.这样心里才踏实对不对？(1)实验演示白光通过三棱镜后的色散现象.(2)再让学生用发给他们的棱镜对着太阳光转动.可在教室墙壁上看到鲜艳的彩色亮带.(3)引导学生归纳总结出白光是复色光.(4)给出光的色散定义及光谱概念.2.光的色散原因分析（1）重做课本图19—25甲所示的实验，让学生仔细观察，在光屏上最上端是红色，最下端是紫色.（2）分析现象背后的实质性原因.［教师引导］白光通过棱镜后变成了彩色光除了说明白光是复色光外，还说明棱镜对不同色光的折射率是…［学生］不同的.［教师］折射率不同.说明不同色光在棱镜中传播时速度是…［学生］不同的.［教师］红光在屏上最上端，表明红光的偏折程度…［学生］最小.［教师］棱镜对红光的折射率…［学生］最小.［教师］对紫光的折射率…［学生］最大.(3)光在真空中传播速度相同.［教师］我们现在看到的太阳光是太阳现在发出的吗？［学生］不是［教师］如果不同色光在真空中传播速度不同.则将先后到达地球.那么我们看到的还是白光吗？［教师］因此可以知道光在真空中传播速度都是相同的.c =3×108 m/s 而在介质中传播速度是不同的.（根据n =vc ）1.课本练习四第（1）题.2.如图19—45，ABC 为一玻璃三棱镜的截面，一束光MN 垂直AB 射入，在AC 面发生全反射后从BC 射出，则在屏PQ 上的彩带DE 的D 点是________光，E 点是________光.（填颜色）3.在上题中，若∠MNB 变小，最先从AC 透出的是________光.参考答案：1.略2.紫红3.红（四）知识拓展——虹霓的形成虹的形成雨后初霁，我们常常看见天上出现美丽的七色彩虹，虹是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴引起的比较复杂的折射和反射所造成的一种色散现象.如图19—46（a ），假设太阳光水平射向一水珠，光线经两次折射和一次全反射后射出水珠.霓的形成经过了二次折射和二次全反射，如图19—46（b ）.虹和霓一般同时出现.但两者还是有区别的，不能混为一谈，虹霓有两个弓形彩带，内彩带较亮，其外圈是红色，内圈是紫色，称为虹；外彩带较暗，有时看不见.其颜色分布与虹恰好相反，即外紫内红，称为霓.［用CAI讲：夏天常常下雷阵雨，雨后半边天空露出了太阳，另外半边天空却仍有厚厚的云层.同时，夏天地面温度较高.蒸发很快，雨后天空还飘浮着水汽和小水滴.因此，当太阳光穿过云层中和空气中的小水滴时，就被折射出七色虹霓来.冬天大多是连绵不断的小雨.而且雨后太阳不会立即出现.同时，冬天气温较低.蒸发较慢，雨后天空中不会像夏天那样充满水汽和小水滴，故冬天不易出现虹霓.虹霓在地面上看起来是彩色的弧状，但在天空中看起来，却是彩色环状，异常美丽.有时当太阳靠近地平线时，在高山顶上也可以看到虹，如我国著名的风景区峨眉山的一大奇景——“峨眉佛光”，其成因与虹霓相似，宝光紫色在内、红色在外，圈中的“佛”实际上是由于日光从人的背后射来，把人的身体投影于云层上.三、小结［用CAI课件打出］1.横截面为三角形或梯形的透明体叫棱镜.2.光线通过棱镜后将向棱镜的底面偏折.［CAI课件再现］3.光的色散现象是指复色光分解为单色光的现象.［CAI课件再现］4.不同色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同，其中红光最快，紫光最慢.5.不同频率的光颜色不同，光从一种介质进入另一种介质颜色不变因而频率不变.6.不同色光对同一介质的折射率不同，红光最小，紫光最大.7.发生全反射的临界角红光最大，紫光最小，所以红光较不易发生全反射.四、布置作业1.课后自学阅读材料《全反射棱镜》并在课本上完成练习四第（2）题及第（4）题.2.计算红光和紫光在冕牌玻璃中的传播速度.（折射率参照课本）五、板书设计。
