134 光的顏色 色散

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普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗教科書—物理選修3－4[人教版]新課程學(xué)習(xí)

第十三章光13.4光的顏色色散

★新課標(biāo)要求

（一）知識與技能

1．知道不同顏色的光，波長不同。2．知道什么是色散，了解什么是光譜。

3．通過試驗初步認(rèn)識薄膜干擾現(xiàn)象，了解其應(yīng)用。4．知道光線通過棱鏡時的光路，認(rèn)識折射時的色散現(xiàn)象。

5．知道不同色光在同一介質(zhì)中傳播速度不同；知道同一介質(zhì)對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大。

（二）過程與方法

經(jīng)歷不同物理過程中光的色散現(xiàn)象的探究過程，了解色散在生活中的應(yīng)用。（三）情感、態(tài)度與價值觀

通過自然界中的光現(xiàn)象——虹霓的教學(xué)及色散現(xiàn)象的教學(xué)激發(fā)學(xué)生對大自然的熱愛以及對自然之謎的求知欲望?！锝虒W(xué)重點

1．薄膜干擾的成因，干擾時的色散。2．棱鏡對光線的作用，折射時的色散。★教學(xué)難點

薄膜干擾的成因，干擾時的色散?！锝虒W(xué)方法

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復(fù)習(xí)提問，理論分析，試驗探究，多媒體輔助教學(xué)★教學(xué)用具：

多媒體電腦及投影裝置，酒精燈一盞，金屬圈一個，大燒杯一個，適量肥皂液（或洗衣粉液），少量食鹽，牛頓環(huán)，凸透鏡，三棱鏡若干?！锝虒W(xué)過程

（一）引入新課

師：在雙縫干擾現(xiàn)象中，明暗條紋出現(xiàn)的位置有何規(guī)律？

生：當(dāng)屏上某點到兩個狹縫的路程差Δ=2n·，n=0、1、2?時，出現(xiàn)明紋；當(dāng)Δ=（2n+1）

2??2，n=0、1、2?時，出現(xiàn)暗紋。

師：干擾條紋的間距與光的波長之間有何定量關(guān)系？生：Δx=

ld·λ

師：上節(jié)課我們利用上式測量了光的波長，并觀測了各種色光的干擾圖樣。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)光的顏色和色散的知識。

（二）進(jìn)行新課1．光的顏色色散

師：上節(jié)課我們觀測了各種色光的干擾圖樣，用紅光做試驗，條紋間距最大，用紫光做試驗，條紋間距最小，光的顏色不同，條紋間距不同，又由于干擾條紋的間距與光的波長成正比，我們可以得出什么結(jié)論？

生：不同顏色的光，波長不同。

師：大家還記得我們在用白光照射雙縫時得到的干擾圖樣是怎樣的？

生：彩色的條文。

師：（投影白光的雙縫干擾條紋）怎樣解釋這種現(xiàn)象呢？

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（學(xué)生積極探討，氣氛猛烈，從探討中基本能把握了原因）

生：不同色光波長不同，條紋寬度不同，紅光條紋最寬；紫光條紋最窄，所以出現(xiàn)上面現(xiàn)象。

師：解釋得好。白光干擾圖樣也說明白光是由多種色光組成的，在發(fā)生干擾時白光被分解了。含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象，稱為光的色散。

師：含有多種顏色的光被分解后，各種色光依照波長的長短依次排列成彩色光帶，就是光譜。

［投影課本61頁表1和太陽的光譜。］

師：在各種色光中，波長最長的是什么光？波長最短的是什么光？生：波長最長的是紅光，波長最短的是紫光。師：頻率最小的是什么光？頻率最大的是什么光？生：頻率最小的是紅光，頻率最大的是紫光。

師：除雙縫干擾試驗外，還有一種干擾現(xiàn)象能夠觀測到光的色散。這就是薄膜干擾。2．薄膜干擾中的色散

教師演示：點燃酒精燈，在火焰中灑些氯化鈉，使火焰發(fā)生黃光.把圓環(huán)豎直地插入肥皂溶液中，漸漸向上提起形成薄膜，豎直放好，將大燒杯罩住圓環(huán)，減小蒸發(fā)，以延長演示時間，便于全體觀測。將酒精燈移到膜前，調(diào)整好位置，在酒精燈同側(cè)觀測到肥皂膜上浮現(xiàn)明暗相間的干擾條紋。

師：怎樣解釋這一現(xiàn)象呢？請大家思考下面幾個問題：

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［投影圖20—12及以下問題］

①肥皂膜有幾個面可以反射燈焰的光？

②這些面反射回來的光有沒有路程差，如有，它們有什么特點？③這些反射光是不是相干光？生1：膜前后兩表面均可反射光。

生2：由于肥皂膜厚度不同，所以不同位置處的反射光路程差不同，有的地方可能是半波長的奇數(shù)倍，有的地方可能是半波長的偶數(shù)倍。

生3：兩表面的反射光線來源于同一光線，振動狀況一定一致，是相干光。師：三位同學(xué)回復(fù)得十分好，大家能弄清薄膜干擾的原因嗎？生：能。

師：好，請大家把自己的想法與課本61頁最終一段的分析比較一下。（學(xué)生閱讀、理解。教師準(zhǔn)備演示牛頓環(huán)試驗）師：大家分析得很好，我再加一個試驗，獎勵大家。

（演示牛頓環(huán)試驗，直接投影在白色墻上，墻上出現(xiàn)了牛頓環(huán)反射光干擾形成的一組明暗相間的同心圓，將屏移到環(huán)的另一側(cè)，這里可將裝置調(diào)整，同樣可以觀測到與反射干擾條紋互補的一組同心明暗相間的圓環(huán)）

師：感興趣的同學(xué)課后抽時間自己來試驗，深入研究它，同學(xué)們也能給我找點例子嗎？（學(xué)生探討，思考）

生：水面上的油膜好像也能反射光線，形成明暗相間的條紋。

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師：好，同學(xué)們課后去認(rèn)真觀測一下，看來干擾現(xiàn)象在我們生活中是見過的，我們真是“視而不見〞，“相逢未必曾相識〞，生活中有大量現(xiàn)象，看似很普通尋常，卻往往蘊含著很深的科學(xué)道理，同學(xué)們要多觀測、多思考、多探究。

師：課本62頁給大家介紹了一個干擾現(xiàn)象在技術(shù)上的應(yīng)用實例，我們一起來看看。［學(xué)生閱讀62頁“科學(xué)溜達(dá)〞――用等傾法檢查平整度。并思考文后的問題。投影下圖引導(dǎo)學(xué)生分析］

師：有興趣的同學(xué)可以在我們所把握的知識基礎(chǔ)上進(jìn)行更進(jìn)一步的探究。我這里為大家提供兩個課題，大家可以到圖書館或上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，然后確立課題進(jìn)行研究。

（1）照相機(jī)、攝像機(jī)的鏡頭大多是淡紫色的，為什么？（2）全息照相是怎么回事？3．折射