人教版选修34 光的颜色、色散 第1课时 教案.doc

13.4光的颜色 色散教学目标1、知识目标（1）理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的道理.（2）知道光的色散现象.（3）理解光的色散现象的成因.（4）知道不同色光在同一介质中传播速度不同.（5）知道同一介质对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大.2、能力目标（1）会应用棱镜进行有关的光路控制.（2）会根据折射定律分析判断白光色散的结果.3、情感、态度和价值观目标：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.教学重点难点重点：光的色散现象及其成因.难点：用光的折射定律分析不同色光通过同一介质后的偏折情况.教学方法实验观察、理论分析、学案导学课前准备同上节课的光学演示仪，三棱镜若干.cai课件（单色光通过棱镜后的偏折情况，白色光通过棱镜的色散现象，虹霓的形成）课时安排：1课时教学过程 (一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。（二）情景导入、展示目标。师同学们看过雨后天空的彩虹吗？（学生有的回答看过，有的回答没看过）（教师用课件播放彩虹图片，学生惊叹其美丽）师彩虹的美丽一直是为人们所赞叹的，但是在座的有谁知道彩虹是怎样形成的吗？无人回答我们学完这一节的内容大家就会知道了，想知道吗？生回答想那就好好的跟我学吧.（三）合作探究、精讲点拨。棱镜对光线的作用1.介绍棱镜教师出示若干个棱镜（大约十几个）给学生传着看.让学生知道什么是棱镜.2.棱镜对光线的作用a.在黑板上画出棱镜的截面如图1944，让一个学生到黑板上画出在光线从空气入射到ac面时的折射光.再请一位同学画出从棱镜进入空气时在ab面上的折射情况.b.用实验演示验证一下同学画的对不对.c.归纳结论光在棱镜的两个侧面发生折射时，每次折射都使光线向棱镜的底面偏折.d.让学生猜想出入射光的偏折程度可能与哪些因素有关.学生与折射率有关.e.入射光方向不变，若折射率比原来大，再让一位学生画出此时光线的两次偏折情况.得出折射率越大，偏折越大的结论.光的色散1.光的色散现象教师刚才我们是用红光做的实验.如果让一束白光通过棱镜你能想象出将是什么样的吗？生甲还是白色.（其他学生犹豫）教师猜的不是完全没有道理.因为刚才红光折射后出来时还是红光嘛.但是还是让我们用实验来验证一下.这样心里才踏实对不对？(1)实验演示白光通过三棱镜后的色散现象.(2)再让学生用发给他们的棱镜对着太阳光转动.可在教室墙壁上看到鲜艳的彩色亮带.(3)引导学生归纳总结出白光是复色光.(4)给出光的色散定义及光谱概念.2.光的色散原因分析（1）重做课本图1925甲所示的实验，让学生仔细观察，在光屏上最上端是红色，最下端是紫色.（2）分析现象背后的实质性原因.教师引导白光通过棱镜后变成了彩色光除了说明白光是复色光外，还说明棱镜对不同色光的折射率是学生不同的.教师折射率不同.说明不同色光在棱镜中传播时速度是学生不同的.教师红光在屏上最上端，表明红光的偏折程度学生最小.教师棱镜对红光的折射率学生最小.教师对紫光的折射率学生最大.(3)光在真空中传播速度相同.教师我们现在看到的太阳光是太阳现在发出的吗？学生不是教师如果不同色光在真空中传播速度不同.则将先后到达地球.那么我们看到的还是白光吗？学生不是教师因此可以知道光在真空中传播速度都是相同的.c=3108 m/s而在介质中传播速度是不同的.（根据n=）（4）归纳总结如下表颜色红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫频率低 高折射率n小 大介质中速度v大 小临界角c大 小课堂巩固训练1.课本练习四第（1）题.2.如图1945，abc 为一玻璃三棱镜的截面，一束光mn垂直ab射入，在ac面发生全反射后从bc射出，则在屏pq上的彩带de的d点是_光，e点是_光.（填颜色）3.在上题中，若mnb变小，最先从ac透出的是_光.参考答案：1.略2.紫红3.红知识拓展虹霓的形成虹的形成雨后初霁，我们常常看见天上出现美丽的七色彩虹，虹是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴引起的比较复杂的折射和反射所造成的一种色散现象.如图1946（a），假设太阳光水平射向一水珠，光线经两次折射和一次全反射后射出水珠.霓的形成经过了二次折射和二次全反射，如图1946（b）.虹和霓一般同时出现.但两者还是有区别的，不能混为一谈，虹霓有两个弓形彩带，内彩带较亮，其外圈是红色，内圈是紫色，称为虹；外彩带较暗，有时看不见.其颜色分布与虹恰好相反，即外紫内红，称为霓.用cai课件展示虹霓的图景及形成过程讲：夏天常常下雷阵雨，雨后半边天空露出了太阳，另外半边天空却仍有厚厚的云层.同时，夏天地面温度较高.蒸发很快，雨后天空还飘浮着水汽和小水滴.因此，当太阳光穿过云层中和空气中的小水滴时，就被折射出七色虹霓来.冬天大多是连绵不断的小雨.而且雨后太阳不会立即出现.同时，冬天气温较低.蒸发较慢，雨后天空中不会像夏天那样充满水汽和小水滴，故冬天不易出现虹霓.虹霓在地面上看起来是彩色的弧状，但在天空中看起来，却是彩色环状，异常美丽.有时当太阳靠近地平线时，在高山顶上也可以看到虹，如我国著名的风景区峨眉山的一大奇景“峨眉佛光”，其成因与虹霓相似，宝光紫色在内、红色在外，圈中的“佛”实际上是由于日光从人的背后射来，把人的身体投影于云层上.（四）反思总结，当堂检测。教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）（五）发导学案、布置预习。九、板书设计（一）棱镜棱镜对光线的作用（二）光的色散1.光的色散现象2.光的色散原因分析颜色红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫频率低 高折射率n小 大介质中速度v大 小临界角c大 小课堂练习：1下列说法中正确的是()a阳光下玻璃的边缘呈现彩色；雨过天晴后，有时天空中会出现彩虹，这两种现象都是光的色散现象b晴朗的天空呈现蓝色是因为阳光色散后只留下蓝色c自行车的尾灯本身不发光，但晚上在汽车灯光照射下显得特别明亮，这是由于尾灯对光的色散引起的d在湿热的夏天，从远处看雨后的公路表面会觉得特别亮，这是因为阳光在积水面上发生色散而形成的答案：a2一束由两种单色光组成的细光束入射到三棱镜上，经棱镜折射后，分成了两束光a、b，则()aa光的波长大于b光的波长ba光的频率大于b光的频率ca光的波长小于b光的波长d在同一介质中传播时，a光的传播速度小于b光的传播速度答案：a3如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()aa的上表面和b的下表面ba的上表面和b的上表面ca的下表面和b的上表面da的下表面和b的下表面答案：c解析：样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面即a的下表面与b的上表面反射回的两列光波形成干涉条纹4如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光a从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则()a从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光b从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光c从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光d从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光答案：b解析：本题中是空气三棱镜放在水中，光线由水中射入棱镜，经两次折射射到水中，空气相对于水是折射率小的介质，据折射定律分析，出射光线将向棱镜顶角偏折，这样，b选项正确5如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，p是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，s是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是图中的()答案：d解析：铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是基本水平的6两个完全相同的等腰三棱镜如图放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜a的左面入射，从b的右面出射，则出射光线是()a一束白光b白光带c散射彩色带 d平行彩色带答案：d7雨后公路的积水上漂着薄薄的油层，看上去有许多彩色花纹，其中有一条绿色花纹与一条蓝色花纹相邻在这两条花纹处，哪里的油层更薄些？为什么？解析：根据光干涉出现亮纹的条件知，路程差kl2l12nd(d为膜厚度)，相邻两条绿纹与蓝纹的k值相同，而绿蓝，所以在这两条花纹处蓝纹所对应的油层更薄些作业：1劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图(a)所示将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图(b)所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若在图(a)装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()a变疏b变密c不变 d消失答案：a解析：干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹(或暗条纹)必须变疏才能符合所在位置下面对应的薄膜厚度差跟原先一样，故a正确2一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是()a平行的、明暗相间的直干涉条纹b环形的、明暗相间的干涉条纹c只能看到同颜色的平行反射光d一片黑暗答案：b3在水中同一深度排列着四个不同颜色的球如果从水面上方垂直俯视各球，感觉最浅的是()a红球b黄球c绿球d紫球答案：d解析：由视深公式h知紫球看上去最浅，d选项正确4(物理与日常生活)市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()a.b.c.d答案：b解析：为减小反射的热效应显著的红外线，则要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即路程差为半波长的奇数倍，故薄膜的最小厚度为红外线在该薄膜中波长的.点评：光的干涉应用范围很广，如薄膜干涉就是其中一种，它可