1.7光的色散教案【学习目标】1．知道光的色散、光的颜色及光谱的概念．2．理解薄膜干涉的原理并能解释一些现象．知识回顾：1.光通过界面都发生什么现象？答：反射和折射2.光透过三棱镜是光的折射还是反射？答：光透过三棱镜是折射现象3.我们初中学过光透过三棱镜发生的想象是什么？答：光的色散知识点一、光的颜色、色散双缝干涉中的色散：用不同的单色光作双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹，由Lxdλ=△知，不同颜色的光，波长不同．红光x∆最大，波长最长，紫光x∆最小，波长最短．白光干涉时的条纹是彩色的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时，白光发生了色散现象．薄膜干涉中的色散：用单色光照射薄膜时，两个表面反射的光是相干的，形成明暗相间的条纹．用不同的单色光照射，看到亮纹的位置不同．用白光照射时，不同颜色的光在不同位置形成不同的条纹，看起来就是彩色的．折射时的色散：如图所示，一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光谱．注意：(1)我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫光通过棱镜的偏向角．实验表明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．这说明玻璃对不同色光的折射率不同．紫光的折射率最大，红光的折射率最小，依次为n n >>红紫． 由于介质中的光速c v n=，故折射率大的光速小，各种色光在介质中的光速依次为：v v v <<<靛红紫，即红光的速度最大，紫光速度最小．如图所示，白光经三棱镜后，在光屏上呈现七色光带(光谱)；若从棱镜的顶角向底边看，由红到紫依次排列，紫光最靠近底边．光的色散实质上是光的折射现象．(1) 色散现象的产生表明，白光是由各种单色光组成的复色光．由于各种单色光通过棱镜时因折射率不同使光线偏折的角度不同，所以产生了色散现象．单色光通过棱镜不能再分，所以不能发生色散现象．薄膜干涉：竖直放置的肥皂膜受到重力的作用，形成上薄下厚的楔形薄膜，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，在一些地方，这两列波叠加后互相加强，于是出现了亮纹；在另一些地方，叠加后互相削弱，于是出现了暗纹．要点诠释：用单色光照射薄膜，看到的是明暗相间的条纹．用白光照射时，某一厚度的地方，是这一种色光被加强，另一厚度的地方则是另一种色光被加强，因此看到的是彩色条纹．水面上的油膜，马路上的油膜和肥皂泡上的彩色条纹都是薄膜干涉形成的．薄膜干涉现象的观察方法：用酒精灯火焰和肥皂薄膜观察光的薄膜干涉现象时，观察者眼睛、酒精灯、薄膜位置应如图所示，注意：观察的是火焰经薄膜反射的像，像上会出现明暗相间的水平条纹．本实验成功的关键是膜一定要薄，但又要有足够的韧性，不致很快破掉，以便有足够长的时间可以观察(可在清水中加一些洗洁精)．各种色散现象的规律：(1)光的颜色取决于频率，从红光到紫光，频率逐渐增大，波长逐渐减小，色光由真空进入介质，频率不变，波长减小．(2)色光从真空进入介质速度都要减小，在同一种介质中，从红光到紫光，速度逐渐减小．(3)在同一种介质中，从红光到紫光，折射率逐渐增大．用干涉法检查平面：如图（a）所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，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．如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果某处凹下，则对应明纹(或暗纹)提前出现，如图(b)所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图(c)所示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上)增透膜的应用：在光学仪器中，为了减少光在光学元件(透镜、棱镜)表面的反射损失，可用薄膜干涉相消来减少反射光．像照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的14，这样反射回来的两列光波经过路程差恰好等于半个波长，它们干涉后就相互抵消．要点诠释：这种薄膜减少光学表面反射造成的光能损失，增强了透镜透光的能量，故称之为增透膜．而入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光干涉相消．由于人眼对绿光最敏感，一般增透膜的厚度做到使绿光垂直入射时完全抵消，这时红光和紫光没有显著削弱，所以有增透膜的光学镜头显淡紫色．雨后天空中的彩虹产生的原因和条件：(1)彩虹是由于日光经过球状小水滴时，从空气射入球内要发生折射，从球内射向空气可能要发生全反射形成的．当阳光进入水滴后就被分解为七色光，这七色光再经过内表面反射进入我们的视角，我们就看见了七彩的虹．如图甲所示是由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，产生第一次彩虹，偏向程度与日光进行方向差138︒，因此我们看到第一道彩虹呈现42︒方位角，如图乙所示．如图丙、丁所示，若目光受到两次折射、两次反射，则产生第二道彩虹(50︒)．由于红光受折射偏向最小，蓝光最大．第一道彩虹的颜色排列由内向外是：蓝→红，第二道则是红→蓝．彩虹多发生在大雨过后，需背对阳光才看得到，每个人看到的彩虹都以观察者为中心形成42︒或50 的光环．其实，彩虹不仅仅来自天空，在有水雾和阳光的地方，都有可能看见彩虹，因为彩虹实际上是白光通过水滴折射、反射后产生的．(2)大城市由于环境污染严重，空气中漂浮大量的粉尘等颗粒杂质，也使得空中的小水珠不再纯净，难以形成日光的折射和全反射，所以很难看到彩虹．(3)要爱护环境，保护大气层，减小有害气体的排放，植树造林．例题 3.如图所示一个小的光源S发出白光，经三棱镜分光．若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到()．A．白光点B．光点上部红色，下部紫色C．光点上部紫色，下部红色D．看不到光源的像【思路点拨】不同颜色的光发生折射时折射角不同。
课题第二节全反射一、知识目标1.知道什么是光疏介质，什么是光密介质. 理解光的全反射.2. 理解临界角的观点，能判断能否发生全反射，并能解决有关的问题3.. 知道光导纤维及其应用.二、能力目标1.会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图.教课2.会判断能否发生全反射并画出相应的光路图.目标3.会用全反射解说有关的现象. 会计算各样介质的临界角三、德育目标1.领会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高妙做法.2.经过对蜃景现象的学习再次明确全部迷信或神话只可是是在人们未能了然科学实情时才交托于自然力的一种做法重、全反射条件，临界角观点及应用 . 临界角观点、临界条件时的光路图及解题.难点本节课主要采纳实验察看、猜想、印证、概括的方法得出全反射现象的发生条件、教课临界角观点等，对阅读资料“蜃景”增补了录像资料或CAI 课件，使其有重生动的感策略性认识教学程序教学教课内容及师生互动设计备注环节一．让学生甲到黑板前达成下边两幅光路图（完好光路图）课题的引入图 19— 21图19—22［教师］光在入射到空气和水的交界面处时，有没有所有进入水中持续流传呢？二、［教师］对.那么假如两种介质是酒精和水呢？新课教课（一）光密介质和光疏介质1.给出光密介质和光疏介质观点.2.让学生指出图19— 21 中的光密介质和光疏介质，再指出图19— 22 中的光密介质和光疏介质.让学生自己领会出一种介质是光密介质仍是光疏介质实际上是相对的.3.光从光疏介质进入光密介质，折射角________入射角；光从光密介质进入光疏介质，折射角________入射角 .（二）全反射（设置悬念，引发疑问）［教师］在图 19— 22，折射角都是大于入射角的假想，当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到 90°，假如此时我们再增大入射角，会怎么样呢？（这时能够让学生自觉谈论几分钟）［学生甲］对着图 19— 22 说是折射到水中去吗？1.出示实验器械，介绍实验 .［教师］半圆形玻璃砖能够绕此中心 O 在竖直面内转动，入射光方向不变一直正对O 点入射 .持续转动玻璃砖，学生看到当折射角趋于 90°时，折射光芒已经看不见了，只剩下反 射光芒 .持续转动玻璃砖，增大入射角，都只有反射光芒.折射角达到 90°时，折射光芒没有了，只剩下反射光芒. 这类现象就叫全反射 . （三）发生全反射的条件1.临界角 C ［要修业生依据看到的现象概括］ （学生谈论思虑）入射角要大于某一个值.［教师］我们把这“某一值”称为临界角，用字母C 表示. 重复实验至折射角恰等于90°时停止转动玻璃砖.让前面的学生读出此时的入射角即临界角C 约为 42°左右 .［教师］后边的学生看不见读数，那我此刻告诉你们这 种玻璃的折射率，请你们算出这类玻璃的临界角 .（学生感觉无从下手）［教师启迪］想一想当入射角等于临界角C 时，折射角多大？sinC =n 这样对吗？错在哪儿？ 列出算式：sin90sin C 11 列出正确计算式：sin90=sinC=n n代入 n 算得结果与实验基真符合 . 临界角的计算公式：1 sinC=n2.发生全反射的条件入射角大于等于临界角是条件之一，还有其余条件吗？ （四）全反射的应用——光导纤维1.学生阅读课本有关内容.2.教师增补介绍有关光纤通讯的现状和远景（附后） .光在光导纤维中的流传状况，纤维为圆柱形，由内芯和涂层两部分组成 .内芯为玻璃，折射率为 n 0;涂层为塑料，折射率为n 1，且 n 1＜ n 0.光从空气射入纤维与轴线成 θ 角 .光芒在内 芯侧壁上发生多次全反射后至纤维的另一端射出 .若内芯的折 射率 n 0，涂层的折射率n 1=1.2 ，求入射角 θ 最大不超出多少度光芒才能在内芯壁上发生全反射 .参照答案：°（五）自然界中的全反射现象1.水或玻璃中的气泡看起来特其余光亮,如图 .2.大气中的光现象(1)空中楼阁(2) 荒漠蜃景（六）延长拓展1.在全反射现象演示实验中，入射光为何要正对O 点入射？若不这样会如何？（先让学生自己猜想、谈论）［演示］学生将看到图 19—34 所示的状况（图中未画完所有的光路） .图 19—34［教师］看到了吧，这样我们将头晕眼花看得头晕.领会到设计者构想的奇妙了吗？这类做法就叫控制实验条件.是为总了突出所要研究的问题.这是实验研究中常用的一种方法.想结：想你们从前做的实验中有哪些是控制实验条件的？三、小结本节课我们学习的知识主要有1.光密介质和光疏介质2.光的全反射（1）光在入射到两种介质的交界面处时，往常一部分光被反射回本来的介质，另一部分光进入第Ⅱ种介质并改变了流传方向 .（2）当光由光密介质射向光疏介质时，当入射角等于或大于临界角时，光所有被反射回原介质中去，称做全反射现象.（3）当折射角增大到90°时的入射角称为临界角C（参照图19— 36） .图 19— 363.光导纤维的原理及它广阔的应用远景.4.自然界中的全反射现象水中的气泡，阳光照耀下的露水特别光亮.酷热夏季的马路有时看上去特别光亮等.四、部署作业课本练习.五、板书设计1光密介质和光疏介质2全反射现象：光从光密介质进入光疏介质，当入全射角大于或等于临界角时，光所有被反射回原介质反中去的现象。
