人教版选修34 第十三章第7节光的颜色色散第8节激光 学案.doc

7光的颜色 色散8激光课堂合作探究问题导学一、光的色散与薄膜干涉活动与探究11色散的本质是什么？2你能按照波长由大到小的顺序写出7种色光吗？3在用肥皂膜做薄膜干涉实验中，肥皂薄膜应怎样放置？我们应在哪一侧观察灯焰的像？这个像与直接看到的灯焰有什么不同？4在薄膜干涉中，怎样获得相干光源？其路程差与该处的薄膜厚度有什么关系？当路程差是光在膜中波长的整数倍时，该处应出现什么条纹？为什么光源换用白光，将得到彩色条纹？5薄膜干涉有哪些应用？迁移与应用1劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示。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。当光垂直入射时，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，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。现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将如何变化？薄膜干涉检测加工平整度的原理：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。二、折射时的色散现象活动与探究21光折射时的色散现象揭示了什么物理本质？2光在通过棱镜时，发生了几次折射？是否一定向其底边偏折？3在空气中透过棱镜看到物体的像是实像还是虚像？像的位置有什么规律？迁移与应用2如图所示，从点光源s发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏上的ab间形成一条彩色光带。下面说法中正确的是（）aa侧是红色光，b侧是紫色光b在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长c三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率d在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度1光的颜色由其频率决定，而频率由光源决定，与介质无关。2同一介质对频率越大的光折射率越大。3七种色光中：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫波长依次减小，频率依次增大。三、激光活动与探究31激光具有哪些特点？2全息照片拍摄利用了激光的什么原理？迁移与应用3在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（）a亮度高 b平行性好c单色性好 d波动性好激光的应用包括以下方面等（1）利用激光通过光导纤维实现通信（利用相干性，便于调制）；（2）激光雷达测距、测速（平行度好，结合多普勒效应）；（3）dvd、cd唱机、电脑光驱（平行度好）；（4）医学上的“激光刀”、激光雕刻、激光切割、激光焊接、受控核聚变（能量集中及高能量）；（5）全息照相技术。当堂检测1对激光的认识，以下说法正确的是（）a普通光源发出的光都是激光b激光是自然界普遍存在的一种光c激光是一种人工产生的相干光d激光已经深入到我们生活的各个方面2涂有增透膜的照相机镜头看上去呈现淡紫色，说明（）a增透膜明显地增强了红光的透射现象b增透膜明显地增强了紫光的透射现象c增透膜明显地增强了绿光的透射现象d增透膜明显地增强了绿光的反射损失3用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（）a当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30b当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90c当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30d干涉条纹保持原来状态不变4一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。图中哪个光路图可能是正确的（）答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究1：1答案：（1）色散的实质：光的色散实质上是光的折射现象，是由同一种介质对不同色光的折射率不同而引起的。（2）光的色散现象能表明的问题：同一介质对不同色光的折射率不同，频率越高折射率越大，七种色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大；由n可知，同一介质中各种色光的光速不同，红光的折射率最小，光速最大；而紫光的折射率最大，光速最小；光由一种介质进入另一种介质时，光的颜色不变，光速改变（v）；光在介质中的传播速度与介质有关，与光的频率也有关，这一点与机械波是有区别的。2答案：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。3答案：应竖直放置；在灯焰一侧观察，这个像是明、暗相间的条纹组成的。4答案：发生薄膜干涉时，从薄膜的两个面反射回来的反射光形成相干光源，其路程差为薄膜厚度的二倍，当路程差是光在薄膜中波长整数倍时，该处应出现亮条纹，换用白光，因各种色光的波长不等，所以出现明、暗条纹的位置不同，得到的就是彩色条纹。5答案：（1）增透膜。在光学仪器表面镀一层厚度为（为光在该介质中的波长）的透明薄膜，可使膜上下两个表面的反射光干涉相消，增强了透射光强度。现在一些所谓镀膜眼镜即是镀增透膜。（2）精密检测。如果被检表面的不平整度可以和光波波长相比，即能看到干涉条纹变形，精度很高。迁移与应用1：答案：间距变疏解析：光线在空气膜的上下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，d1、d2处为两相邻明条纹到下表面的距离，如图所示，则两处光的路程差分别为12d1，22d2因为21，所以d2d1设条纹间距为l，则由几何关系得tan ，即l。当抽去一张纸片，减小，l增大，干涉条纹变疏。活动与探究2：1答案：（1）白光是由各种单色光组成的复色光；（2）同一种介质对不同色光的折射率不同；（3）不同色光在同一种介质中的传播速度不同。2答案：两次。不一定，只有三棱镜内物质的折射率大于周围环境的折射率时，光线才会向底边偏折，否则，光线向相反的方向偏折。3答案：是虚像。像的位置向顶角偏移。迁移与应用2：bc解析：由题图可以看出，a侧光偏折得较厉害，三棱镜对a侧光的折射率较大，所以a侧是紫色光，波长较短，b侧是红色光，波长较长，因此a错，b、c正确；又v，所以三棱镜中a侧光的传播速度小于b侧光的传播速度，d错。活动与探究3：1答案：（1）相干性：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向相同的特点，具有高度的相干性。（2）平行性：激光的平行度非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度。（3）亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。2答案：利用了激光的相干性好的特点，根据干涉原理拍摄。迁移与应用3：c解析：激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光。故c项对。【当堂检测】1cd2c解析：人眼对绿光最敏感，所以照相机镜头的增透膜采用了加强绿光透射使之干涉加强的做法，而与绿光频率偏差最大的红光和紫光透射效果最差，反射光较强，反射损失最大，所以看上去呈现红光和紫光的混