13.4光的顏色-色散

彩虹是怎么產(chǎn)生的?導入新課紅花綠草的顏色是由什么決定的?第四節(jié)光的顏色色散導入新課1.知識與能力√知道不同顏色的光，波長不同?！讨朗裁词巧ⅲ私馐裁词枪庾V。√通過實驗初步認識薄膜干預現(xiàn)象，了解其應(yīng)用?！讨拦饩€通過棱鏡時的光路，認識折射時的色散現(xiàn)象。√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。

√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——虹霓的教學及色散現(xiàn)象的教學激發(fā)學生對大自然的熱愛以及對自然之謎的求知欲望。3.情感態(tài)度與價值觀1.薄膜干預的成因，干預時的色散。2.棱鏡對光線的作用，折射時的色散。教學重難點教學重點薄膜干預的成因，干預時的色散。教學難點一.光的顏色色散二.薄膜干預中的色散三.折射時的色散本節(jié)導航一.光的顏色色散紅光各種光的不同顏色，實際反映了它們不同的波長〔或頻率〕。用白光做雙縫干預實驗，由于白光內(nèi)各種單色光的干預條紋間距不同，在屏上會出現(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.白光雙縫干預條紋特點(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)象太陽光〔白光〕是由七種單色光組成的復色光。

我們知道：波速等于波長和頻率的乘積，這個關(guān)系對一切波都是適用的。不同的色光在真空中的傳播速度相同，所以波長不同的色光，它們的頻率也不同：波長越長，頻率越??；波長越短，頻率越大。各色光在真空中的波長和頻率760400620600580490450430藍紅橙黃綠青紫147.503.955.004.765.266.006.676.98

人眼視網(wǎng)膜上的兩種感光細胞

小資料1.視桿細胞：對光敏感，不能區(qū)分不同波長〔頻率〕的光。2.視錐細胞：對光敏感度不如視桿細胞，但能區(qū)分不同波長〔頻率〕的光。二.薄膜干預中的色散白光的薄膜干預條紋—彩色條紋水面上的油膜呈彩色1.薄膜干預現(xiàn)象4.像上出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋5.隨著時間的推移，條紋間距越來大1.點燃酒精燈，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【學生實驗】條紋是水平排列條紋是明暗相間的實驗現(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外表反射出來兩個光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干預。前外表后外表2.薄膜干預成因光程差為波長的整數(shù)倍，形成黃色的亮條紋。光程差為半波長的奇數(shù)倍，形成暗條紋。現(xiàn)象解釋條紋間距變稀疏白光照射時是彩色條紋在重力的作用下，薄膜隨著時間越來越薄。世界上最大的肥皂泡

完成這個“不可能的任務(wù)〞的人，是英國牛人“泡泡〞Sam，SamHeath。延伸了整整6米長，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透明的標準樣板，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，從反射光中就會看到干預條紋。標準樣板待檢部件空氣薄層3.薄膜干預的應(yīng)用利用光的干預檢查平整度(a)(b)(c)單色光標準樣板薄片被檢測平面被檢測面是平的被檢測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條件來減少反射，從而使透射增強.增反膜-----利用薄膜前、后外表反射光的光程差滿足相長干預，因此反射光因干預而加強.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的1/4。

因為人眼對綠光最敏感，所以一般增強綠光的透射，即薄膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射較強，這樣的鏡頭呈淡紫色。標準驗規(guī)待測透鏡暗紋

檢驗透鏡球外表質(zhì)量牛頓環(huán)三、折射時的色散1.棱鏡〔1〕常用的棱鏡是橫截面積為三角形的三棱鏡，通常簡稱為棱鏡。從玻璃棱鏡的一個側(cè)面射入的光線從另一側(cè)面射出時向底面偏折。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〕棱鏡對光線的作用〔3〕棱鏡成像如果隔著棱鏡看一個物體，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方向偏移？分析：將一個物點S放在棱鏡前，從物點發(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，認為光線是從它們的反向延長線的交點S’射出的，S‘就是S在棱鏡中所成的像〔如下圖〕。這個虛像的位置比物體的實際位置向頂角方向偏移，物像同側(cè)?！?〕全反射棱鏡反射棱鏡對光路的控制光線經(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：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。

望遠鏡為了提高倍數(shù)，鏡筒要很長，通過使用全反射棱鏡能夠縮短鏡筒的長度。2.光的色散一束白光經(jīng)過棱鏡后會發(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?！?〕棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大。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，頻率不變，光速改變(v=c/n=λf)，波長也隨之改變。紅橙黃綠藍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)計表：(同一介質(zhì))天空為為什么會出現(xiàn)彩彩虹？太陽光通過水珠發(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.白光雙縫干預條紋特點(1)彩色條紋(2)中央明條紋是白色的(3)太陽光〔白光〕是由七種單色光組成的復色光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.薄膜干預中的色散光從薄膜的前后兩個外表反射出來兩個光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干預。薄膜干預成因三.折射時的色散1.棱鏡〔1〕常用的棱鏡是橫截面積為三角形的三棱鏡，通常簡稱為棱鏡。從玻璃棱鏡的一個側(cè)面射入的光線從另一側(cè)面射出時向底面偏折。

〔2〕棱鏡對光線的作用〔3〕棱鏡成像如果隔著棱鏡看一個物體，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。〔2〕棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大。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，頻率不變，光速改變(v=c/n=λf)，波長也隨之改變。1.以下現(xiàn)象屬于薄膜干預的有:〔〕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

返回2.用單色光照射肥皂薄膜:〔〕A.看到的干預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,形成干預圖樣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D.假設(shè)改用白光照射那么看不到干預條紋AC2002〔上海卷〕3.如下圖為一顯示薄膜干預現(xiàn)象的實驗裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干預圖象應(yīng)是以下圖中的〔〕D

4.如右圖是用干預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條紋是由哪兩個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.劈尖干預是一種薄膜干預，其裝置如圖1所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻