13.7光的颜色、色散 教案 (2)

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137.7光的颜色,色散
叫教案
课型：新授课
编号：
时间：
4月9号
姓名：
主备人：
第8周
第3课时总第23课时
学生等级：
备课组长签字：
段长签字：
学习目标
（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。
使用说明及方法指导：
1.认真阅读课本66-70页领悟自主学习内容，把不理解的内容用红笔画出来。
2.对教学案中问题要认真仔细看后再完成有关练习，有疑点地方用红笔勾画出来。
自主学习内容
一、光的颜色　色散
1．光的颜色与波长关系
用不同的色光做双缝干涉实验，得到的干涉图样中条纹间距_________，用黄光做这个实验，条纹间距比用红光时_____．由Δx＝λ知条纹之间的距离与光波的________成正比，不同颜色的光，__________．www.21-cn-jy.com
2．光的色散与光谱
(1)光的色散：白光的双缝干涉条纹是______的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分解了，像这样含有多种颜色的光被分解为_______的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光．
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(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其______的有序排列，就是光谱．
二、薄膜干涉中的色散
1．薄膜干涉中相干光的获得
在用黄光做薄膜干涉的实验中，灯焰的像是液膜前后两个面_______的光形成的，这两列光波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的________、恒定的相位差，它们是______光源．
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2．薄膜干涉的原理
竖直放置的肥皂液膜由于受________作用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的______光所走的________不同．在某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了________；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了__________，因此薄膜上出现了___________的烛焰的像．
三、衍射时的色散
用白光进行衍射实验时，得到的是________条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的_______不同造成的．
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四、折射时的色散
1.偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的_______方向偏折，如图所示，其中的θ为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越______．
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2．白光通过棱镜时的色散
(1)一束白光通过三棱镜后形成如图所示的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、____、____、____、靛、紫．说明白光是由这七种色光组成的复色光．
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(2)结论：白光色散时，______的偏向角最小，______偏向角最大．这说明同种物质对波长不同的光的折射率不一样，波长________，折射率越大．
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(3)在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度__________，波长越短，波速越慢．
合作探究内容
探究一：对光的颜色、色散的理解
1．白光的双缝干涉
(1)现象：中央是白条纹，两边是对称分布的彩色条纹．
(2)结论：白光是多种单色光组成的复色光．
2．光的颜色：在双缝干涉实验中，不同色光发生干涉，条纹之间的距离不同，条纹之间的距离与光波的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜色的光，波长不同．
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3．(1)光的色散问题常常是与折射现象相关联的，关键物理量是n(n＝)，可以看出同种介质对不同色光的折射率不同，传播速度也不相同，所以光在介质中的传播速度是由色光频率与介质两方面决定的，这与机械波是不同的.
(2)同一介质对紫光折射率大，对红光折射率小，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．再应用n＝＝等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度等问题．【出处：21教育名师】
针对训练1（C级）.白光通过三棱镜发生色散，这说明(　　)
A．不同颜色的光在真空中的光速不同
B．对同一介质，红光的折射率比紫光大
C．在同一介质中，红光的光速比紫光大
D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光
探究二：薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析
1．肥皂膜干涉现象
(1)白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的．
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(2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向．
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2．检查平面平整度
(1)原理：如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉．空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平．
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(2)被测平面凹下或凸起的形象判断法
即使理解了上面的原理，许多同学在判断时也时常犯错误，下面给出一种形象的判断方法——矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：
①若某处有一凹下，条纹向薄膜尖端弯曲．
②若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲．
3．光学镜头上的增透膜
(1)增透膜的厚度：入射光在薄膜中波长的倍．一般镀膜的厚度都为最小值，即膜中波长的.
(2)增透膜增透的原理：因增透膜的厚度为入射光在薄膜中波长的，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强．
(3)对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”．其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强．增透膜正是通过“消反”来确保“增透”的．
针对训练2（B级）．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是(　　)
A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹
B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹
C．彩色条纹水平排列
D．彩色条纹竖直排列
课堂检测
1．（C级）以下属于薄膜干涉现象的是
（
）
A．雨后美丽的彩虹
B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C．阳光下水面上油膜的彩色条纹
D．阳光通过三棱镜后得到的彩色条纹
2．（C级）图中表示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是
（
）
3．（C级）在白光通过玻璃棱镜发生色散的现象中，下列说法正确的是
（
）
A．红光的偏折角最大
B．白光为复色光，不同色光在玻璃中传播速度相同
C．紫光的偏折角最大，因为紫光在玻璃中的折射率最大
D．红光在玻璃中的传播速度比其他色光小
课后作业
1．（C级）用白光做杨氏双缝干涉实验，在屏上呈现明暗相间的彩色条纹，其中
A．正中央的亮纹是白色的
B．离中央亮纹最近的一条彩色条纹是红色的
C．离中央亮纹最近的一条彩色条纹是紫色的
D．中央亮纹是红色的
2．（B级）如图所示，两束平行的红光和紫光，相距为d，斜射到玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下面射出时
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A．两条出射光线仍平行，距离可能大于d
B．两条出射光线仍平行，距离可能小于d
C．两条出射光线仍平行，距离可能为零
D．两条出射光线将不再平行
3．（A级）如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法中正确的是
（
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A．a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
B．a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度小
C．玻璃对a光的折射率比玻璃对b光的折射率大
D．a光的波长比b光的长
4．（B级）如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和Q的情况说明(　　)
A．N的上表面A处向上凸起
B．N的上表面B处向上凸起
C．N的上表面A处向下凹陷
D．N的上表面B处向下凹陷
.
参考答案：
针对训练1.
答案：C
2．解析：选BC.一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹．又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的．
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课堂检测1.
答案：BC
2.
答案：D
3.
答案：C
课后作业
1.
解析：由于白光是由七种颜色的光合成的，而每种光经过双缝干涉后在中央都是亮条纹，这些条纹又重合在一起，复合成白光，故A对D错。由于各种色光的波长不同，红光最大，紫光最小，红光形成的条纹间距最大，紫光形成的条纹间距最小，故B错C对。
答案：AC
2.
答案：ABC
3.
答案：D
4．【精讲精析】　A处条纹向左弯曲，说明A处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使A处的条纹弯向左边，故知A处下凹．同理可知B处有凸起．
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【答案】　BC
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