高中物理选修3-4光的颜色 色散
普通高中课程标准实验教科书 选修3-4 13.7 光的颜色 色散 教学设计 ...
普通高中课程标准实验教科书 选修3-413.7 光的颜色 色散 教学设计班级 高二 备课人 备课时间 2012 年 3 月 10日 【教学目标】（一）知识与技能1．知道不同颜色的光，波长不同。
2．知道什么是色散，了解什么是光谱。
3．通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。
4．知道光线通过棱镜时的光路，认识折射时的色散现象。
5．知道不同色光在同一介质中传播速度不同；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）过程与方法经历不同物理过程中光的色散现象的探究过程，了解色散在生活中的应用。
（三）情感、态度与价值观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．薄膜干涉的成因，干涉时的色散。
2．棱镜对光线的作用，折射时的色散。
【教学难点】薄膜干涉的成因，干涉时的色散。
【课 型】新授课【教具准备】多媒体电脑及投影装置，多媒体课件（相关静态图片及Flash 动画） 【教学方法】复习提问，理论分析，实验探究，多媒体辅助教学 【课时安排】 1课时教案(教学过程)一、知识结构: 1．光的颜色 色散2．薄膜干涉中的色散 3．折射时的色散二、点拨精讲（例题精析）例题：宽度为a 的平行光束从空气斜射到两面平行的玻璃板上表面，入射角为45°，光束中含有两种不同波长的单色光，玻璃对两种单色光的折射率分别为n 1＝2、n 2＝3，求： （1）这两种波长的光通过玻璃所需时间之比；（2）要使光束从玻璃板下表面出射时能分成不相交叠的两束光，玻璃板的厚度d 至少为多少？三、教学步骤 （一）引入新课 （二）进行新课1．光的颜色 色散：不同颜色的光，波长不同，白光干涉图样也说明白光是由多种色光组成的，在发生干涉时白光被分解了。
含有多种颜色的光被分解为单色光的现象，称为光的色散。
含有多种颜色的光被分解后，各种色光按照波长的长短依次排列成彩色光带，就是光谱。
光的颜色、色散
2、白色（复色）光的薄膜干涉 白色（复色） 现象： 现象：明暗相间的彩色条纹 解释： 由于白光是复色光， 各色光的波长不同， 解释 ： 由于白光是复色光 ， 各色光的波长不同 ， 各色 光都发生薄膜干涉， 光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互 加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。 加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。 其它： 路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫 其它： 路面上飘浮的油膜上的彩色条纹 ； 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
三、折射中的色散: 折射中的色散
2．单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。 ．单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。 复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。 复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。 3．色散：把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。 ．色散：把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。 正确理解光的色散： 4．正确理解光的色散： 光的颜色由光的频率决定。在不同介质中， ①光的颜色由光的频率决定。在不同介质中，光的频 率不变。 率不变。 ② 同一介质对不同色光的折射率不同，频率高的折射 同一介质对不同色光的折射率不同， 率大。 率大。 不同频率的色光在真空中传播速度相同， ③ 不同频率的色光在真空中传播速度相同，为C＝ 但在其它介质中速度各不相同， 3×108m／s。但在其它介质中速度各不相同，在同一 种介质中，紫光速度最小，红光速度最大。 种介质中，紫光速度最小，红光速度最大。(V=c/n)
选修3—4第十三章第七节 第十三章第七节 选修
光的颜色 色散
回顾：双缝干涉实验： 回顾：双缝干涉实验：
单缝 双缝 屏幕
S1 S S2 红滤色片
复述单色光干涉时的现象。 复述单色光干涉时的现象。 问题： 问题：我们用此装置来做白光的干涉 条纹间距的计算公式。 条纹间距的计算公式。 实验会观察到什么现象呢？ 实验会观察到什么现象呢？
人教版高中物理选修3-4课件0402高二(13.41光的颜色、色散)
例2.如图所示，一束红光和一束蓝光 平行入射到三棱镜上，经棱镜折射后 ，交会在屏上同一点，若n1和n2分别 表示三棱镜对红光和蓝光的折射率， 则： < n1n 2， 蓝 a为光， 红 b为光
问题与练习
P59（1）
有关，还跟入射角的大小有关．
由n=c/v知；在同一物质中，不 同波长的光波的传播速度不一 样，波长越短（频率越大）， 传播速度越慢。
S’
S
例1．一束白光通过三棱镜折射后 ，在屏上形成了彩色光带，可知： BD A．偏折最大的是红光 B．偏折最大的是紫光 C．在玻璃中速度最大的是紫光 D．在玻璃中速度最大的是红光
• 人眼视网膜上的两种感光细胞 视杆细胞：对光敏感，不能区分 不同波长（频率）的光 视锥细胞：对光敏感度不如视杆 细胞，但能区分不同波长（频率 ）的光。
我们知道：波速等于波长和频率的乘 积，这个关系对一切波都是适用的．不同 的色光在真空中的传播速度相同，所以波 长不同的色光，它们的频率也不同：波长 越长，频率越小；波长越短，频率越大． 各色光在真空中的频率的范围见下表：
二、折射时的色散
的三棱镜，通常简称为棱镜．棱镜可 以改变光的传播方向，还可以使光发 生色散．
θ
光线向底面偏折
光的色散
红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫
1.513
1.514
1.517 1.519 1.528 1.530 1从玻 璃棱镜的一个侧面射出的光线从另一侧 面射出时向底面偏折．
第十三章 光
第4节
光的颜色 色散
一、光的颜色
色散
各种光的不同颜色，实际反映了它们不 同的波长（或频率）．用白光做双缝干 涉实验，由于白光内各种单色光的干涉 条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹 ．
物理选修3-4 U5光的折射 题型归纳
物理选修3－4 U5光的折射题型归纳题型一：关于视深的计算与判断知识点1.视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离。
在中学阶段，一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有sini/sinr≈tani/tanr≈i/r，这是在视深问题中经常用到的关系式。
2.当沿竖直方向看水中物体时，“视深”是实际深度的1/n，n是水的折射率。
例题1.河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到小鱼的深度为多大？设水的折射率为n。
变式1：在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体（）A.比实际所处的位置高B.比实际所处的位置低C.跟实际所处的位置一样高D.以上三种情况都有可能解析：水中的潜水员看岸边上的物体时，感觉比物体所处的实际位置高，h'=nH。
故选A。
变式2：空中有一只小鸟，距水面3m，其正下方距水面4m深处的水中有一条鱼。
已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它m，鱼看天上的鸟离它m。
解析：变式3：下列说法正确的是（）A.岸上的人看到水中的鱼比鱼的实际位置浅B.水中的鱼看到岸上的人比人的实际位置高C.地面上的人晚上看到天上的星星比星星的实际位置低D.地面上的人早上看到刚从地平线上升起的太阳比太阳的实际位置高解析：由光的折射定律分析即得到正确答案：ABD变式4：如图所示，把由同种玻璃制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，且让半球的凸面向上，从正上方（对B来说是最高点）竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字，下面的观察记录正确的是A．看到A中的字比B中的字高B．看到B中的字比A中的字高C．看到A、B中的字一样高D．看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高解析：通过立方体观察像比物体高，通过球体现察物像重合，如图所示。
AD2.井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底部都各有一只青蛙，则A．枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大B．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小C．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大D．两只青蛙觉得井一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大解析：根据光的直线传播作出青蛙在枯井中的视野范围，如图（a）当井里灌满水后，光线照到镜面会发生折射现象，由于光是从空气射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；变化的大致范围如图中两条入射光线之间的阴影区域所示，如图（b ） 故选A ． 即水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的晚上，水井中的青蛙能看到更多的星星。
2017-2018学年同步备课套餐之物理人教版选修3-4课件：第十三章光7~8
(4) 只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象.( × )
(5)
增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的
1 4
.(
×)
三、衍射和折射时的色散 导学探究
1.拔一根鸡翅膀上的羽毛(鹅、鸭的羽毛也可以)，白天隔羽毛观看太阳， 可见七色光芒向外四射，你能解释这种现象吗？ 答案 阳光透过羽毛上密集的羽丝间的小缝隙(光栅)而出现衍射现象， 衍射时不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了.
答案
知识梳理
1.激光的特点及应用
特点 相干性强：激光具有频率 相同、相位 差恒定、偏振方向 一致 的特点，是人
应用 光纤通信
工产生的相干光，具有高度的相干性
平行度好：激光的平行度非常好，传 激光会聚一点，读取光盘上记录的
播很远的距离后仍能保持一定的强度 信息，激光测距等
亮度高：它可以在很小的空间和很短 用激光束切割、焊接，医学上可以
角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色
散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中
正确的是
图5
A.a侧是红色光，b侧是紫色光
√B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度
解析 答案
针对训练 如图6，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束
一、光的颜色 色散 导学探究
用单色光做双缝干涉实验时，光屏上出现明暗相间的条纹，而用不同的 色光，条纹间距不同，这说明什么？用白光做双缝干涉实验时光屏上出 现了彩色条纹，这又说明什么？ 答案 在双缝干涉实验中，不同颜色的光的条纹间距不同，如红光条纹 间距比黄光大，蓝光条纹间距比黄光小.这说明不同颜色的光的波长不同； 白光干涉条纹是彩色的，说明白色是由多种色光组成的，发生干涉时白 光被分解了.
物理人教版高中选修3-4光的颜色 色散
压紧两块小玻璃片可看到彩色环
三、折射时的色散
2、实验现象 (1)、白光经过棱 镜发生色散 (2)、紫光偏折程 度最大，红光偏 折最程度最小 (3)、出射光与入 射光相比, 明显向 棱镜的底边偏折.
色散的产生的原因
(1)白光是由各种单色光组成的复色光 (2)棱镜对各种色光折射率不同 (3)各种色光在同一介质中的速度不同 红光速度 最大, 紫光速度 最小.
思考：下面的一些颜色是怎么来的？
肥皂泡 地上的油膜
肥皂泡呈彩色
昆虫的翅膀呈彩色
生活中我们经常见到光的干涉现象
肥皂泡呈彩色
水上的油膜呈彩色 昆虫的翅膀呈彩色
某些金属的表面呈彩色
压紧两块小玻璃片可看到彩色环
视频：薄膜干涉
薄膜干涉 1、点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐。 2、用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。 3、在火焰的同侧观察火焰的反射像。 4、像上出现明暗相间的黄色条纹 5、随着时间的推移，条纹间距越来大。
C 光的传播速度V与介质的折射率有关：V＝ n
同一频率的光在折射率小的媒质中的传播速 度大；在折射率大的媒质中传播速度小。
3）不同频率的光，在同一种介质中传播速度不同。 光的传播速度还与光的频率有关：在同一种介质 中，频率大的光传播速度小，；频率小的光传播速度 大。
1.一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后发 生色散现象，在图示的光路图中，符合实验 事实的是( A )
楔性空气薄层
被检测平面
2
3 2
2
2.增透膜
薄膜厚度
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚 度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄 膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半 个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量， 增强了透射光的能量，称为增透膜。
高中物理选修3-4“光的干涉、衍射和偏振”知识点
高中物理选修3-4知识点光的干涉、衍射和偏振1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯•杨首次观察到。
（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：λdL x =∆ L ：屏到挡板间的距离，d ：双缝的间距，λ：光的波长，△x ：相邻亮纹（暗纹）间的距离（2）图象特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。
红光（λ最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。
白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。
2）光的颜色、色散A 、薄膜干涉（等厚干涉）：图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。
不同λ的光做实验，条纹间距不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹B 、薄膜干涉中的色散⑴、各种看起来是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的⑵、原理：膜的前后两个面反射的光形成的⑶、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）⑷、厚度变化越快，条纹越密白光入射形成彩色条纹。
C 、折射时的色散⑴光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。
折射率越大，偏折的程度越大⑵不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。
同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。
（白光入射为彩色条纹）。
光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光⑴偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
⑵当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。
当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。
当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。
⑶只有横波才有偏振现象。
⑷光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E 所引起的，因此常将E 的振动称为光振动。
人教版高中物理选修3-4课件第13章-7.8
2. 双缝干涉中的色散 用不同的单色光做双缝干涉实验，得到的条纹之间的距 l 离不一样，但都是明暗相间的单色条纹．由Δ x＝ λ 知，红 d 光波长最长，Δ x 最大，紫光波长最短，Δ x 最小．白光干涉 时的条纹是彩色的，即白光是由多种色光组成的复色光，发 生干涉时，白光发生了色散现象．
色散现象的本质是同一种介质对频率不同的复色光的折 射率不同，各种色光以相同的入射角射入介质时，折射角不 同，折射方向不同，各种色光就分散开来，形成彩色光带．
图 13－7－1
a．透明物质对于波长 λ 不同的光的折射率 n 不一样 ， λ 越小，n 越大 ． c b．又根据 n＝ 在同一种物质中，不同波长的光波的传 v 播速度 不一样 ，波长越短，波速越小 ．
2. 思考判断 (1)色散现象表明，白光是复色光．(√) (2)单色光通过棱镜后也能发生色散．(×) (3)某单色光在不同介质中传播时光的频率、波长均不 同．(×)
薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后 两个面的 反射 光的 路程 差不同，在某些位置两列波叠加 后相互加强，于是出现 亮条纹 ；在另一些位置，两列波相 遇后被相互削弱，于是出现 暗条纹 ．
②衍射时的色散 用白光做衍射实验时，得到的条纹是彩色 的．这是因为 衍射时不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分 开了．这种现象是光在衍射时的色散． ③折射时的色散 如图 13－7－1 说明白光通过棱镜折射后， 由上到下的色 光顺序为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这说明
甲
乙
图 13－7－4 (注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置 顺序上)
3 .增透膜 为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂 一层透明薄膜，一般是氟化镁． 如图 13－7－5 所示， 在增透膜的前后表面反射的两列光 波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时， 在两个表面反射的光产生相消干涉，反射光的能量几乎等于 零．
高中物理选修3—4《光学》考点、技法详解
一、几何光学1．光的反射及平面镜成像：光的反射遵守反射定律，平面镜成成等大正立的虚像，像和物 关于镜面对称。
2．光的折射、全反射和临界角：重点应放在能应用光的折射定律和全反射的原理解答联系 实际的有关问题。
3．用折射规律分析光的色散现象：着重理解两点：其一，光的频率（颜色）由光源决定， 与介质无关；其二，同一介质中，频率越大的光折射率越大。
二、光的本性1．光的波动性：光的干涉、衍射现象表明光具有波动性，光的偏振现象说明光波为横波，2（1（23例1．P Q n n >A ．光线一定在Q 的下表面发生全反射B ．光线一定能从Q 的下表面射出，出射光线与下表面 的夹角一定等于θC ．光线一定能从Q 的下表面射出，出射光线与下表面 的夹角一定大于θD ．光线一定能从Q 的下表面射出，出射光线与下表面 的夹角一定小于θ解析：光由P 进入Q 时垂直界面，故传播方向不改变，在Q 中的入射角等于P 中的折射角，11sin PC n =，21sin Q C n =，P Q n n >，∴12C C <，光线在P 中的折射角小于临界角，故在Q 中不会发生全反射,又sin sin in r=，故从Q 中射出时折射角小于射入P 的入 射角，即出射光线与下表面夹角大于θ，正确选项为：C 。
例2．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透 光园面的半径匀速增大，则光源正 （） A ．加速上升B ．加速下降C ．匀速上升D ．匀速下降解析：所形成的透光圆面是由于全反射造成的，如下图（a ）所示，圆面的边缘处是光发若光源向上移动，只能导致透光圆 所以光源只能向下移动。
，则透光圆面 态)例3．为A B ．若把其中一条狭缝挡住，屏上出现相同的明 暗相间的条纹，只是亮度减半C ．不论是单缝衍射或双缝干涉或薄膜干涉，都是 色散效应造成的D ．光通过双缝或单缝产生的明暗相间的条纹，说明光具有波动性解析:光源S 发出的光同时传到S 1和S 2，S 1和S 2就形成了两个振动情况总是相同的光源，它们发出的光在屏上叠加，就会出现干涉现象。
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章 光(人教版)
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章光（人教版）这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。
本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。
理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。
要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。
知识网络：内容详解：一、光的折射：反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
在光的折射中光路是可逆的。
折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。
测定玻璃的折射率：如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点，画出O′O，量出入射角和折射角的度数。
根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。
对折射率的理解：介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。
当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。
不同的介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性。
介质的折射率跟光的传播速度有关，由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。
教课标版选修3-4物理第十三章第七节《光的颜色__色散》名师课件1
2、雨后的天空呈现的彩虹是光折射时的色散 ；
雨后马路上油膜呈现五颜六色是光干涉时的色散 ；
白光照射小孔时屏上呈现彩色环是光衍射时的色散 ；
用白光做牛顿环实验时看到的彩色环是 干涉时的色散
光
；
折射时的色散
早晨从露珠上看到的五颜六色是
互动训练
互动答题时间，拿出你的学习卡开始答 题吧！
优教提示
则P处光被加强(亮条纹)。
即：d 1 n
2
规律：亮条纹下红上紫。
§13.7 光的颜色 色散
一、折射时的色散： f n
二、干涉时的色散：
1. 双缝干涉时的色散：x L
d
中央亮条纹中心白色两侧红色； 其它亮条纹外侧红色内侧紫色。
2. 薄膜干涉时的色散：d 1 n 亮条纹上端紫色下端红色。
几种单色光合起来将组成复色光． 3. 色散现象：复色光被分解成单色光的现象, 叫做光的色散.
思 棱镜为什么能将不同颜色的光分解开？ 考
与 讨 论
规律：由红 紫 f
n
即：同一种介质对频率越高的色光的折射率越大.
可见：由于棱镜对七种单色光的折射率不同, 当七种单色 光以相同的入射角入射时, 由于折射角的不同而被 分解开（色散）.
打开工具栏，点击课件训练，选取“名师训练 -《光的颜色 色散》”
§13.7 光的颜色 色散
小结
一、折射时的色散：f n
二、干涉时的色散：x L ; d 1 n
d
2
三、衍射时的色散： x
§13.7 光的颜色 色散
作业
一、书面作业：课本P70 “问题与练习” 5。 二、课后作业：
§13.7 光的颜色 色散
高中物理选修34光的颜色 色散
高中物理选修34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.图19—44b.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？［学生］不是［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）（4）归纳总结如下表 颜色 红 橙 黄 绿 蓝 靛紫频率ν 低高折射率n 小大介质中速度v 大小临界角C 大小（三）课堂巩固训练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.图19—45图19—46［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。
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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.
图19—44
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？ ［学生］不是
［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=v
c ） （4）归纳总结如下表 颜色 红 橙 黄 绿 蓝 靛
紫
频率ν 低
高
折射率n 小
大
介质中速度v 大
小
临界角C 大
小
（三）课堂巩固训练
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）
图19—45
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.
图19—46
［用CAI课件展示虹霓的图景及形成过程］
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。