高中物理19.4光的色散教案

高中物理 19.4 光的色散教案

【教具】

激光器、三棱镜、分光镜

【教学过程】

○、复习&引入

复习提问1：在初中，我们已经知道：什么是单色光、什么是复色光？

☆学生：答问…

复习提问2：单色光和复色光能不能通过眼睛的视觉来判断？

☆学生：回忆“光的色散”的知识（教师补充颜色混合

．．．．的基本常识）…

那么，光的色散是怎样形成的呢？我们这里先看一个高一级学校教材关于介质折射率展示的表格——

常见介质的折射率（钠黄光λ= 58930A）

金刚石 2.42 岩盐 1.55

…………

这个表格给了我们一个两方面的信息：①光的折射率和介质相关；②光的折射率和光的颜色相关。

一、光的色散

各种色光在冕牌玻璃中的折射率

色光紫、靛蓝绿黄橙红

折射率 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.513 从该表我们可以看出：①在同一介质，光的颜色从紫、蓝到橙、红变化时，折射率逐渐减小；②在同一介质中，光的折射率随光色的变化的幅度并不是很大。

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对于其它介质，这种规律基本相同（只是平

均数字有所不同而已）。

下面我们看这两点在折射光路中具体会形成

什么效应。

当一束很细的“白光”以60°的入射角从空

气射到冕牌玻璃表面，它的折射光路怎样？

★学生：计算紫光、红光的折射角（分别

为34.4°、34.9°）；画光路图（如图1）…

启发：同学们，在这个光路中色散是否已经

发生？

☆学生：是。

色散：复色光在介质中由于折射率不同而分

解成单色光的现象。

在上面的光路中，要观察色散现象，是否容

易？

☆学生：否。

为了让色散现象明显，我们可以采取哪些努力呢？——

二、三棱镜

1、棱镜：截面为三角形或多边形的柱形透明体。示例：

镜、（分组实验用到的）梯形玻璃砖、（实物展示）

三棱镜。

典型的三棱镜有：等腰三棱镜、等边三棱镜、

45°直角棱镜。

过渡：光线通过三棱镜的光路如何呢？

2、三棱镜的光路

a、光线向底边偏折

光路展示图2；

演示：激光光源演示图2的光路。

偏折角θ=α+β

*根据折射率的物理意义，n较大，α和β均较大，故θ较大。

启发：同学们，我们刚才在图2中画的是单

色光的情形，如果是复色光，光路又会怎样？

★学生：在草稿上尝试画图（如图3）…

（师生共同）小结：由于n的不同导致每折

射一次，不同色光散开一次，两次的折射将使不

同色光分得更开——所以，用三棱镜，能是光的

．．．．．．．．．

色散现象更

．．。

．．．．．明显

演示：“白光”光源下三棱镜对光的色散。

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b、全反射光路

复习——《高中物理课时同步训练》第四节第9题；

*补充两个全反射光路，如图4和图5

演示：激光光源演示图4、图5光路。

思考启发：用图3、图4的光路能不能使光的色散更明显？

☆学生：思考…做答（不能）。

三、小结

今天我们补充一个关于折射率的新规律——折射率跟光的颜色相关，并由此解释了我们初中就已经知道的光的色散现象。原则上讲，只要光源是复色光、并有折射现象发生，色散就能够形成，但为了观察明显的色散现象，我们还是要想一些办法，为此，我们介绍了三棱镜的知识。

光的色散除了解释一些自然现象外，一个最重要的应用就是光谱分析。光谱分析过程中核心工具是分光镜，分光镜的中心部件则是三棱镜——

展示：分光镜的结构。

借助望远镜、凸透镜、标度尺等辅助部件，分光镜能够组成光源的复色光清晰的分解在一个有确定数字的标尺背景上，这叫做光谱。通过光谱，我们可以得出光源的发光性质，这对分析发光物质的化学组成、乃至原子核内部信息都非常有帮助。这方面的知识在后面的章节还会提到。

【教后感】

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