13.4光的顏色-色散

彩虹是怎么產(chǎn)生的?導(dǎo)入新課紅花綠草的顏色是由什么決定的?第四節(jié)光的顏色色散導(dǎo)入新課1.知識(shí)與能力√知道不同顏色的光，波長(zhǎng)不同?！讨朗裁词巧?，了解什么是光譜?！掏ㄟ^實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干預(yù)現(xiàn)象，了解其應(yīng)用。√知道光線通過棱鏡時(shí)的光路，認(rèn)識(shí)折射時(shí)的色散現(xiàn)象?！讨啦煌庠谕唤橘|(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。

√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。2.過程與方法

√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(duì)大自然的熱愛以及對(duì)自然之謎的求知欲望。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀1.薄膜干預(yù)的成因，干預(yù)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)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)薄膜干預(yù)的成因，干預(yù)時(shí)的色散。教學(xué)難點(diǎn)一.光的顏色色散二.薄膜干預(yù)中的色散三.折射時(shí)的色散本節(jié)導(dǎo)航一.光的顏色色散紅光各種光的不同顏色，實(shí)際反映了它們不同的波長(zhǎng)〔或頻率〕。用白光做雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，由于白光內(nèi)各種單色光的干預(yù)條紋間距不同，在屏上會(huì)出現(xiàn)彩色條紋。白光1.光的顏色由光的頻率決定。在不同媒質(zhì)中，光的頻率不變。2.白光雙縫干預(yù)條紋特點(diǎn)(1)彩色條紋(2)中央明條紋是白色的3.光的色散含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象太陽(yáng)光〔白光〕是由七種單色光組成的復(fù)色光。

我們知道：波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積，這個(gè)關(guān)系對(duì)一切波都是適用的。不同的色光在真空中的傳播速度相同，所以波長(zhǎng)不同的色光，它們的頻率也不同：波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越?。徊ㄩL(zhǎng)越短，頻率越大。各色光在真空中的波長(zhǎng)和頻率760400620600580490450430藍(lán)紅橙黃綠青紫147.503.955.004.765.266.006.676.98

人眼視網(wǎng)膜上的兩種感光細(xì)胞

小資料1.視桿細(xì)胞：對(duì)光敏感，不能區(qū)分不同波長(zhǎng)〔頻率〕的光。2.視錐細(xì)胞：對(duì)光敏感度不如視桿細(xì)胞，但能區(qū)分不同波長(zhǎng)〔頻率〕的光。二.薄膜干預(yù)中的色散白光的薄膜干預(yù)條紋—彩色條紋水面上的油膜呈彩色1.薄膜干預(yù)現(xiàn)象4.像上出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋5.隨著時(shí)間的推移，條紋間距越來大1.點(diǎn)燃酒精燈，并在酒精燈火焰里灑一些食鹽3.在火焰的同側(cè)觀察火焰的反射像2.用金屬環(huán)在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】條紋是水平排列條紋是明暗相間的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象由于重力的作用，肥皂薄膜將形成上薄下厚的楔形。光從薄膜的前后兩個(gè)外表反射出來兩個(gè)光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干預(yù)。前外表后外表2.薄膜干預(yù)成因光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，形成黃色的亮條紋。光程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，形成暗條紋。現(xiàn)象解釋條紋間距變稀疏白光照射時(shí)是彩色條紋在重力的作用下，薄膜隨著時(shí)間越來越薄。世界上最大的肥皂泡

完成這個(gè)“不可能的任務(wù)〞的人，是英國(guó)牛人“泡泡〞Sam，SamHeath。延伸了整整6米長(zhǎng)，橫截面直徑約1.5米，足夠?qū)⒁淮虻娜斯饋?，顯然，這么大的泡泡不大可能用支吸管就能吹出來，“泡泡〞Sam介紹說，其中的關(guān)鍵還是在于他創(chuàng)造的泡泡液。世界上最大的肥皂泡取一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查的部件外表并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個(gè)楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下外表反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會(huì)看到干預(yù)條紋。標(biāo)準(zhǔn)樣板待檢部件空氣薄層3.薄膜干預(yù)的應(yīng)用利用光的干預(yù)檢查平整度(a)(b)(c)單色光標(biāo)準(zhǔn)樣板薄片被檢測(cè)平面被檢測(cè)面是平的被檢測(cè)面不平鍍層薄膜增透膜和增反膜增透膜-----利用薄膜前、后外表反射光的光程差符合相消干預(yù)條件來減少反射，從而使透射增強(qiáng).增反膜-----利用薄膜前、后外表反射光的光程差滿足相長(zhǎng)干預(yù)，因此反射光因干預(yù)而加強(qiáng).1.增透的條件是什么？即鍍層薄膜的厚度至少多大？2.是否對(duì)所有顏色的光都有增透的作用？薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4。

因?yàn)槿搜蹖?duì)綠光最敏感，所以一般增強(qiáng)綠光的透射，即薄膜的厚度是綠光在薄膜中波長(zhǎng)的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射較強(qiáng)，這樣的鏡頭呈淡紫色。標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)規(guī)待測(cè)透鏡暗紋

檢驗(yàn)透鏡球外表質(zhì)量牛頓環(huán)三、折射時(shí)的色散1.棱鏡〔1〕常用的棱鏡是橫截面積為三角形的三棱鏡，通常簡(jiǎn)稱為棱鏡。從玻璃棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入的光線從另一側(cè)面射出時(shí)向底面偏折。偏折角度偏折角θ與棱鏡材料的折射率有關(guān)，n越大那么θ越大。θ還與入射角i和棱鏡的頂角有關(guān)。θi〔2〕棱鏡對(duì)光線的作用〔3〕棱鏡成像如果隔著棱鏡看一個(gè)物體，就可以看到物體的像，那么像的位置與物體的位置相比向哪個(gè)方向偏移？分析：將一個(gè)物點(diǎn)S放在棱鏡前，從物點(diǎn)發(fā)出的兩條光線經(jīng)棱鏡折射后射出，我們根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為光線是從它們的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)S’射出的，S‘就是S在棱鏡中所成的像〔如下圖〕。這個(gè)虛像的位置比物體的實(shí)際位置向頂角方向偏移，物像同側(cè)。〔4〕全反射棱鏡反射棱鏡對(duì)光路的控制光線經(jīng)過全反射棱鏡前方

向改變90度出射橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡光線經(jīng)過全反射棱鏡前方向改變180度出射全反射棱鏡的優(yōu)點(diǎn)：全反射棱鏡和平面鏡在改變光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱鏡成像更清析，光的能量損失更少。全反射棱鏡的應(yīng)用自行車尾燈、潛望鏡等全反射棱鏡的另一應(yīng)用在光學(xué)儀器里，常用全反射棱鏡來代替平面鏡，改變光的傳播方向。

望遠(yuǎn)鏡為了提高倍數(shù)，鏡筒要很長(zhǎng)，通過使用全反射棱鏡能夠縮短鏡筒的長(zhǎng)度。2.光的色散一束白光經(jīng)過棱鏡后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?現(xiàn)象：白光經(jīng)過棱鏡后在光屏上形成一條彩色的光帶這一現(xiàn)象說明了什么問題？〔1〕白光是由不同顏色的光組成的?！?〕棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率最小，對(duì)紫光的折射率最大。頻率高的折射率大。結(jié)論〔3〕不同頻率的色光在真空中傳播速度相同，為C＝3×108m／s。但在其它媒質(zhì)中速度各不相同，在同一種媒質(zhì)中，紫光速度最小，紅光速度最大。(V=c/n)(4)同一頻率的色光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，光速改變(v=c/n=λf)，波長(zhǎng)也隨之改變。紅橙黃綠藍(lán)靛紫光的顏色偏向角折射率光速頻率臨界角各種色光的情況統(tǒng)計(jì)表：(同一介質(zhì))天空為為什么會(huì)出現(xiàn)彩彩虹？太陽(yáng)光通過水珠發(fā)生反射和折射產(chǎn)生的。色散現(xiàn)象彩虹－－攝于西藏阿里高原

1.光的顏色由光的頻率決定。在不同媒質(zhì)中，光的頻率不變。2.白光雙縫干預(yù)條紋特點(diǎn)(1)彩色條紋(2)中央明條紋是白色的(3)太陽(yáng)光〔白光〕是由七種單色光組成的復(fù)色光3.光的色散含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象一.光的顏色色散課堂小結(jié)二.薄膜干預(yù)中的色散光從薄膜的前后兩個(gè)外表反射出來兩個(gè)光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干預(yù)。薄膜干預(yù)成因三.折射時(shí)的色散1.棱鏡〔1〕常用的棱鏡是橫截面積為三角形的三棱鏡，通常簡(jiǎn)稱為棱鏡。從玻璃棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入的光線從另一側(cè)面射出時(shí)向底面偏折。

〔2〕棱鏡對(duì)光線的作用〔3〕棱鏡成像如果隔著棱鏡看一個(gè)物體，就可以看到物體的像，那么像的位置與物體的位置相比向哪個(gè)方向偏移？〔4〕全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡2.光的色散〔1〕白光是由不同顏色的光組成的?！?〕棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率最小，對(duì)紫光的折射率最大。頻率高的折射率大?！?〕不同頻率的色光在真空中傳播速度相同，為C＝3×108m／s。但在其它媒質(zhì)中速度各不相同，在同一種媒質(zhì)中，紫光速度最小，紅光速度最大。(V=c/n)(4)同一頻率的色光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，光速改變(v=c/n=λf)，波長(zhǎng)也隨之改變。1.以下現(xiàn)象屬于薄膜干預(yù)的有:〔〕A.在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋;B.雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹;C.陽(yáng)光下通過三棱鏡得到的彩色條紋D.肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色環(huán)紋。AD課堂練習(xí)

返回2.用單色光照射肥皂薄膜:〔〕A.看到的干預(yù)圖樣是明暗相間的條紋B.從光源發(fā)出的光與肥皂膜外表反射的光發(fā)生干預(yù),形成干預(yù)圖樣C.一束入射光從薄膜的前外表和后外表分別反射出來,形成兩列波,這兩列波頻率相同,所以可以產(chǎn)生干預(yù)D.假設(shè)改用白光照射那么看不到干預(yù)條紋AC2002〔上海卷〕3.如下圖為一顯示薄膜干預(yù)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干預(yù)圖象應(yīng)是以下圖中的〔〕D

4.如右圖是用干預(yù)法檢查某種厚玻璃的上外表是否平的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干預(yù)條紋是由哪兩個(gè)外表反射的光疊加而成的()

A.a的上外表和b的下外表B.a的上外表和b的上外表

C.a的下外表和b的上外表

D.a的下外表和b的下外表C2003〔上海卷〕5.劈尖干預(yù)是一種薄膜干預(yù)，其裝置如圖1所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻