134 光的顏色 色散

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普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書(shū)—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(shí)與技能

1．知道不同顏色的光，波長(zhǎng)不同。2．知道什么是色散，了解什么是光譜。

3．通過(guò)試驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干擾現(xiàn)象，了解其應(yīng)用。4．知道光線通過(guò)棱鏡時(shí)的光路，認(rèn)識(shí)折射時(shí)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(duì)紅光的折射率最小，對(duì)紫光的折射率最大。

（二）過(guò)程與方法

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

通過(guò)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(duì)大自然的熱愛(ài)以及對(duì)自然之謎的求知欲望。★教學(xué)重點(diǎn)

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

薄膜干擾的成因，干擾時(shí)的色散?！锝虒W(xué)方法

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復(fù)習(xí)提問(wèn)，理論分析，試驗(yàn)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(gè)，大燒杯一個(gè)，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(guò)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(diǎn)到兩個(gè)狹縫的路程差Δ=2n·，n=0、1、2?時(shí)，出現(xiàn)明紋；當(dāng)Δ=（2n+1）

2??2，n=0、1、2?時(shí)，出現(xiàn)暗紋。

師：干擾條紋的間距與光的波長(zhǎng)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(cè)量了光的波長(zhǎng)，并觀測(cè)了各種色光的干擾圖樣。這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)光的顏色和色散的知識(shí)。

（二）進(jìn)行新課1．光的顏色色散

師：上節(jié)課我們觀測(cè)了各種色光的干擾圖樣，用紅光做試驗(yàn)，條紋間距最大，用紫光做試驗(yàn)，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(zhǎng)成正比，我們可以得出什么結(jié)論？

生：不同顏色的光，波長(zhǎng)不同。

師：大家還記得我們?cè)谟冒坠庹丈潆p縫時(shí)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(zhǎng)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(shuō)明白光是由多種色光組成的，在發(fā)生干擾時(shí)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(chēng)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(zhǎng)的長(zhǎng)短依次排列成彩色光帶，就是光譜。

［投影課本61頁(yè)表1和太陽(yáng)的光譜。］

師：在各種色光中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是什么光？波長(zhǎng)最短的是什么光？生：波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是紅光，波長(zhǎng)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(yàn)外，還有一種干擾現(xiàn)象能夠觀測(cè)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(diǎn)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(zhǎng)演示時(shí)間，便于全體觀測(cè)。將酒精燈移到膜前，調(diào)整好位置，在酒精燈同側(cè)觀測(cè)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(qǐng)大家思考下面幾個(gè)問(wèn)題：

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［投影圖20—12及以下問(wèn)題］

①肥皂膜有幾個(gè)面可以反射燈焰的光？

②這些面反射回來(lái)的光有沒(méi)有路程差，如有，它們有什么特點(diǎn)？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(zhǎng)的奇數(shù)倍，有的地方可能是半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍。

生3：兩表面的反射光線來(lái)源于同一光線，振動(dòng)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(qǐng)大家把自己的想法與課本61頁(yè)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(yàn)）師：大家分析得很好，我再加一個(gè)試驗(yàn)，獎(jiǎng)勵(lì)大家。

（演示牛頓環(huán)試驗(yàn)，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(cè)到與反射干擾條紋互補(bǔ)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(shí)間自己來(lái)試驗(yàn)，深入研究它，同學(xué)們也能給我找點(diǎn)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(cè)一下，看來(lái)干擾現(xiàn)象在我們生活中是見(jiàn)過(guò)的，我們真是“視而不見(jiàn)〞，“相逢未必曾相識(shí)〞，生活中有大量現(xiàn)象，看似很普通尋常，卻往往蘊(yùn)含著很深的科學(xué)道理，同學(xué)們要多觀測(cè)、多思考、多探究。

師：課本62頁(yè)給大家介紹了一個(gè)干擾現(xiàn)象在技術(shù)上的應(yīng)用實(shí)例，我們一起來(lái)看看。［學(xué)生閱讀62頁(yè)“科學(xué)溜達(dá)〞――用等傾法檢查平整度。并思考文后的問(wèn)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(shí)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(gè)課題，大家可以到圖書(shū)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