高中物理《光,顏色和色散》教案

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（一）學(xué)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)測(cè)驗(yàn)初步熟悉薄膜干擾現(xiàn)象，了解其應(yīng)用。

4．知道光線通過(guò)棱鏡時(shí)的光路，熟悉折射時(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

體驗(yàn)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)大自然的喜歡以及對(duì)自然之謎的求知欲望。

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。

薄膜干擾的成因，干擾時(shí)的色散。

復(fù)習(xí)提問(wèn)，理論分析，測(cè)驗(yàn)探究，多媒體輔佐教學(xué)

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。

（一）引入新課

師：在雙縫干擾現(xiàn)象中，明暗條紋展現(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)，展現(xiàn)明紋；當(dāng)Δ=（2n+1），n=0、1、2…時(shí)，展現(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=λ

師：上節(jié)課我們利用上式測(cè)量了光的波長(zhǎng)，并查看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)光的顏色和色散的學(xué)識(shí)。

（二）舉行新課

1．光的顏色色散

師：上節(jié)課我們查看了各種色光的干擾圖樣，用紅光做測(cè)驗(yàn)，條紋間距最大，用紫光做測(cè)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？

（學(xué)生積極議論，氣氛強(qiáng)烈，從議論中根本能掌管了理由）

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，所以展現(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，稱為光的色散。

師：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按照波長(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：除雙縫干擾測(cè)驗(yàn)外，還有一種干擾現(xiàn)象能夠查看到光的色散。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，逐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，便于全體查看。將酒精燈移到膜前，調(diào)整好位置，在酒精燈同側(cè)查看到肥皂膜上呈現(xiàn)明暗相間的干擾條紋。

師：怎樣解釋這一現(xiàn)象呢？請(qǐng)大家斟酌下面幾個(gè)問(wèn)題：

［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：膜前后兩外觀均可反射光。

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3：兩外觀的反射光線來(lái)源于同一光線，振動(dòng)處境確定一致，是相干光。

師：三位同學(xué)回復(fù)得分外好，大家能弄清薄膜干擾的理由嗎？

生：能。

師：好，請(qǐng)大家把自己的想法與課本61頁(yè)結(jié)果一段的分析對(duì)比一下。

（學(xué)生閱讀、理解。教師打定演示牛頓環(huán)測(cè)驗(yàn)）

師：大家分析得很好，我再加一個(gè)測(cè)驗(yàn)，賞賜大家。

（演示牛頓環(huán)測(cè)驗(yàn)，直接投影在白色墻上，墻上展現(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，同樣可以查看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)測(cè)驗(yàn)，深入研究它，同學(xué)們也能給我找點(diǎn)例子嗎？

（學(xué)生議論，斟酌）

生：水面上的油膜猶如也能反射光線，形成明暗相間的條紋。

師：好，同學(xué)們課后去專心查看一下，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，看似很普遍尋常，卻往往蘊(yùn)含著很深的科學(xué)道理，同學(xué)們要多查看、多斟酌、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。并斟酌文后的問(wèn)題。投影下圖引導(dǎo)學(xué)生分析］

師：有興趣的同學(xué)可以在我們所掌管的學(xué)識(shí)根基上舉行更進(jìn)一步的探究。我這里為大家供給兩個(gè)課題，大家可以到圖書館或上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，然后確立課題舉行研究。

（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．折射時(shí)的色散

教師出示若干個(gè)棱鏡（大約十幾個(gè)）給學(xué)生傳著看，讓學(xué)生知道什么是棱鏡。

（講解棱鏡對(duì)光線的作用）

a．在黑板上畫出棱鏡的截面如圖，讓一個(gè)學(xué)生到黑板上畫出光線從空氣入射到AC面時(shí)的折射光和從棱鏡進(jìn)入空氣時(shí)在AB面上的折射處境。

b．用氦氖激光器發(fā)出的紅光做光源，測(cè)驗(yàn)演示驗(yàn)證一下同學(xué)畫的對(duì)不對(duì)。

c．歸納結(jié)論——光在棱鏡的兩個(gè)側(cè)面發(fā)生折射時(shí)，每次折射都使光線向棱鏡的底面偏折。

d．讓學(xué)生揣摩出入射光的偏折程度可能與哪些因素有關(guān)。

生：與折射率有關(guān)。

e．入射光方向不變，若折射率比原來(lái)大，再讓一位學(xué)生畫出此時(shí)光線的兩次偏折處境。得出折射率越大，偏折越大的結(jié)論。

師：方才我們是用紅光做的測(cè)驗(yàn)。假設(shè)讓一束白光通過(guò)棱鏡你能想象出將是什么樣的嗎？

生1：還是白色。（其他學(xué)生躊躇）

師：猜的不是完全沒(méi)有道理。由于方才紅光折射后出來(lái)時(shí)還是紅光嘛。但還是讓我們用測(cè)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下，這樣心里才踏實(shí)對(duì)不對(duì)？

（1）測(cè)驗(yàn)演示白光通過(guò)三棱鏡后的色散現(xiàn)象。

（2）再讓學(xué)生用發(fā)給他們的棱鏡對(duì)著太陽(yáng)光轉(zhuǎn)動(dòng)?？稍诮淌覊Ρ谏峡吹綃善G的彩色光帶。

師：通過(guò)棱鏡后，偏折程度最小的是什么光？

生：紅光。

師：偏折程度最大的是什么光？

生：紫光。

師：測(cè)驗(yàn)說(shuō)領(lǐng)略什么道理？

生：同種介質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)不同的光，折射率不同。波長(zhǎng)越小，折射率越大。

師：大家還記得折射率與波速的關(guān)系嗎？

生：

師：從公式能夠得出結(jié)論：在同一種介質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度不同，波長(zhǎng)越短，波速越慢。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

今天我們學(xué)習(xí)了光的顏色和光的色散。查看了薄膜干擾中的色散和光通過(guò)棱鏡折射時(shí)的色散。同種介質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)不同的光，折射率不同。波長(zhǎng)越小，折射率越大。在同一種介質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度不同，波長(zhǎng)越短，波速越慢。這些都大大豐富了我們對(duì)光的熟悉。

（四）課余作業(yè)

完成P64“問(wèn)題與練習(xí)”的題目。

附：課后訓(xùn)練

1．以下屬于薄膜干擾現(xiàn)象的是（）

A．雨后美觀的彩虹B．陽(yáng)光下肥皂膜上的彩色條紋

C．陽(yáng)光下水面上油膜的彩色條紋D．陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡后得到的彩色條紋

答案：BC

2．如下圖是用干擾法檢查某塊厚玻璃板的上外觀是否平整的裝置，檢查中所查看到的干擾條紋是由以下哪兩個(gè)外觀的反射光疊加而成的（）

A．a(chǎn)的上外觀，b的下外觀

B．a(chǎn)的上外觀，b的上外觀

C．a(chǎn)的下外觀，b的上外觀

D．a(chǎn)的下外觀，b的下外觀

答案：C

3．如下圖，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，以下說(shuō)法中正確的是（）

A．從右側(cè)向左看，可看到彩色條紋

B．從左側(cè)向右看，可看到彩色條紋

C．彩色條紋水平排列

D．彩色條紋豎直排列

答案：BC

5．圖中表示一束白光通過(guò)三棱鏡的光路圖，其中正確的是（）

答案：D

6．在白光通過(guò)玻璃棱鏡發(fā)生色散的現(xiàn)象中，以下說(shuō)法正確的是（）

A．紅光的偏折角最大

B．白光為復(fù)色光，不同色光在玻璃中傳播速度一致

C．紫光的偏折角最大，由于紫光在玻璃中的折射率最大

D．紅光在玻璃中的傳播速度比其他色光小

答案：C

7．如下圖，兩束平行的紅光和紫光，相距為d，斜射到玻璃磚上，當(dāng)它們從玻璃磚的下面射出時(shí)（）

A．兩條出射光線仍平行，距離可能大于d

B．兩條出射光線仍平行，距離可能小于d

C．兩條出射光線仍平行，距離可能為零

D．兩條出射光線將不再平行

答案：ABC

8．如下圖，兩束單色光a、b自空氣射向玻璃，經(jīng)折射后形成復(fù)合光束c，那么以下說(shuō)法中正確的是（）

A．a(chǎn)光在真空中的傳播速度比b光在真空中的傳播速度大

B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度比b光在玻璃中的傳播速度小

C．玻璃對(duì)a光的折射率比玻璃對(duì)b光的折射率大

D．a(chǎn)光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng)

答案：D

9．用白光做楊氏雙縫干擾測(cè)驗(yàn)，在屏上呈現(xiàn)明暗相間的彩色