物理人教版高中选修3-4光的颜色 色散

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图19—44 底面偏折.

1 课时13.7 光的颜色 色散

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。认识对同一介质而言,不同颜色的光折射率不同。

重点难点:薄膜干涉的原理及应用,折射、色散的原理。

教学建议:本节主要讲述色散的概念和发生色散现象的两种情况。要让学生动手做肥皂液膜的干涉实验,仔细观察现象。在讲解时要辅之以光路图来说明其原理。对于棱镜折射的色散,主要涉及同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响。关于颜色、频率和波长,应当明确不同颜色的光具有不同的频率,光的频率决定于光源,与介质无关。光在不同介质中传播时,频率(颜色)不变,但速度(从而波长)要改变。

导入新课:大雨过后,彩虹的绚丽多彩,雨后马路上油膜的彩色以及肥皂泡的五颜六色,这些彩色是怎么形成的?产生的过程都是一样的吗? 2

1.光的颜色

(1)不同颜色的光①波长(或频率)不同。白光发生干涉时条纹是彩色的,说明白光是由②多种色光组成的。

(2)人眼睛的③视杆细胞对光非常敏感,但不能区分颜色;人的眼睛靠④视锥细胞来分辨颜色。

2.色散与光谱

(1)色散

含有多种颜色的光被分解为⑤单色光的现象叫色散,白光由⑥红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。

(2)光谱

含有多种颜色的光被分解后,各种色光按波长的有序排列叫光谱,在可见光中,波长最长的是⑦红光,频率最高的是⑧紫光。

3.薄膜干涉

(1)薄膜干涉中相干光来源于⑨薄膜前后表面反射的光。

(2)竖直放置的肥皂液膜在单色光照射时,薄膜干涉条纹是⑩明暗相间的条纹,干涉条纹呈水平(填“水平”或“竖直”)且相互平行,明条纹的颜色与入射光的颜色相同。

(3)薄膜干涉的应用:在光学镜头上涂一层增透膜可以增加透射光的强度;薄膜干涉用来检查工件表面是否平整。

4.折射时的色散 3

(1)三棱镜指的是截面为三角形的透明介质,简称棱镜。

光的颜色 色散

知识·巧学

一、光的颜色

1.光的颜色

光的频率决定光的颜色；不同颜色的光波长不同,在真空中λ=fc.

误区警示 光的颜色由光的频率决定，不要认为光的颜色由光的波长决定,这是因为同一种光在不同的介质里传播时，频率始终不变,但是波长却不一样。

2.光的色散

含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散.

3。光谱的定义

含有多种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列就叫光谱。

深化升华 红到紫七色光中波长依次减小；红到紫七色光中频率依次增大。

二、薄膜干涉中的色散

1.薄膜干涉的成因

如图13—4-1所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹,故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹;若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹.

图13-4-1 深化升华 (1）观察的是从膜前、后两表面反射回来的光，不是透过膜的光，眼睛与光源在膜的同一侧。(2）用单色光和白光分别照射同一膜，观察到的现象是不同的，用白光照射膜时，某一位置红光得到加强，其他颜色的光就被削弱，故在此位置看到的是红色,而另一位置则会看到黄色等其他颜色；而在单色照射下,则会出现明暗相间的条纹。

2。薄膜干涉的应用

（1）用干涉法检查平面:如图13—4-2所示,被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光射入,入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波,形成干涉条纹，被检查平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。

图13-4-2

（2）增透膜:光学元件(透镜、棱镜）的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时，在薄膜的两个面上的反射光,光程差恰好等于半波长，因而相互抵消,达到减小反射光,增大透射光强度的作用。

课时13.7 光的颜色 色散

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。认识对同一介质而言,不同颜色的光折射率不同。

重点难点:薄膜干涉的原理及应用,折射、色散的原理。

教学建议:本节主要讲述色散的概念和发生色散现象的两种情况。要让学生动手做肥皂液膜的干涉实验,仔细观察现象。在讲解时要辅之以光路图来说明其原理。对于棱镜折射的色散,主要涉及同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响。关于颜色、频率和波长,应当明确不同颜色的光具有不同的频率,光的频率决定于光源,与介质无关。光在不同介质中传播时,频率(颜色)不变,但速度(从而波长)要改变。

导入新课:大雨过后,彩虹的绚丽多彩,雨后马路上油膜的彩色以及肥皂泡的五颜六色,这些彩色是怎么形成的?产生的过程都是一样的吗?

1.光的颜色

(1)不同颜色的光①波长(或频率)不同。白光发生干涉时条纹是彩色的,说明白光是由②多种色光组成的。

(2)人眼睛的③视杆细胞对光非常敏感,但不能区分颜色;人的眼睛靠④视锥细胞来分辨颜色。

2.色散与光谱

(1)色散 含有多种颜色的光被分解为⑤单色光的现象叫色散,白光由⑥红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。

(2)光谱

含有多种颜色的光被分解后,各种色光按波长的有序排列叫光谱,在可见光中,波长最长的是⑦红光,频率最高的是⑧紫光。

3.薄膜干涉

(1)薄膜干涉中相干光来源于⑨薄膜前后表面反射的光。

(2)竖直放置的肥皂液膜在单色光照射时,薄膜干涉条纹是⑩明暗相间的条纹,干涉条纹呈水平(填“水平”或“竖直”)且相互平行,明条纹的颜色与入射光的颜色相同。

(3)薄膜干涉的应用:在光学镜头上涂一层增透膜可以增加透射光的强度;薄膜干涉用来检查工件表面是否平整。

4.折射时的色散

(1)三棱镜指的是截面为三角形的透明介质,简称棱镜。