【最新编制】第十三章 光 教案(套装)

1、第十三章 第1节 光的折射【教学目标】（一）知识与技能1、知道光在反射与折射时光路是可逆的，并能解释与处理相关的问题2、掌握光的反射定律与折射定律；知道折射率（指绝对折射率）的定义及其与光速的关系，并能用来进行计算（二）过程与方法通过实验、讨论及教师的引导，理解折射定律、并知道折射光路是可逆的，并能解释光现象和计算有关的问题；经历测定玻璃折射率的实验，体会其中蕴含的实验方法。 （三）情感态度与价值观通过生活中大量的折射现象的分析，激发学生学习物理知识的热情，并正确认识生活中的自然现象，树立正确的世界观【教学重点与难点分析】教学重点：重点是光的折射定律、折射率教学难点：如何利用折射定律，折射率与

2、光速的关系，以及光路可逆的知识解决相关问题。【教学过程】（一）提出问题，引入新课实验演示：将激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置打开开关，将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射)，观察光从空气射到空气与玻璃的分界面时，发生什么现象？生观察并回答：一部分光返回到空气中去（反射光），另一部分光会进入到玻璃中去，但传播方向与入射光的传播方向相比，发生偏折。师强调： 一、光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫光的反射。另一部分光会进入第2种介

3、质的现象，叫做光的折射。复习光的反射定律及反射光路可逆知识。二、光的反射定律：法线平面1、反射光线、入射光线、法线在同一平面内反射光线，入射光线在法线两侧2、反射角等于入射角在反射现象中，光路是可逆的师：从刚才的复习可知，我们在初中对于反射的了解已经非常到位了，但对于折射，还只是知道了一些定性的规律，如：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。我们今天要定量地进行研究（二）新课教学三、光的折射定律结合图2，复习入射角i和折射角r的概念。1、入射角i：是入射光线与法线

4、之间的夹角折射角r：是折射光线与法线之间的夹角演示：将光的激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置打开开关，将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射)，观察折射情况：a角度，b明暗程度与入射光线进行对比然后改变（增大）入射角进行记录，再次观察能量改变的情况最后进行概括、归纳、小结2、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配我们可以得出结论：随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加，而折射光线的能量比例逐渐减小。入射角i(°)折射角r(°)i/r

5、sini/sinr106.71.501.492013.31.501.493019.61.531.494025.21.591.515030.71.631.506035.11.671.517038.61.811.508040.61.971.51在光的折射现象中，入射角与折射角间究竟有什么样的定量规律？原来在一千多年前，人们就开始在思考、探索这个问题。根据历史记载，在探索光的折射规律的实践中，做出过重要贡献的科学家有托勒密、开普勒、斯涅尔、笛卡儿、费马、斯涅耳等人，他们研究的内容包括传播方向规律，传播速度规律、能量分配规律等等。其中，在这方面成就最大的科学家是荷兰数学家斯涅耳。本节课，我们主要学习他

6、在研究传播方向与速度方面的成就投影展示斯涅耳当年让光线从空气射入某种玻璃的实验过程中一组实验数据，让学生进行计算(用计算器)。  通过分析表中数据可以得出结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比如果用n来表示这个比例常数，就有这就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律（1621年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量数据后得出的入射角与折射角间的关系）3、折射定律：(1)折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；(2)入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用n表示这个比例常数，就有 = n12 演示：如果使光线逆着原来的折射光线到界面上，折射光线就逆着原来的入射光

7、线射出，这就是说，在折射现象中光路也是可逆的(在反射现象中，光路也是可逆的)4、折射光路是可逆的。四、折射率光从一种已知介质1射入另一种已知介质2时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但进一步的实验研究表明，折射定律中的比例常数n并不是一个“万古不变”的常数，只要改变两种介质中的任何一种，n将随之改变，如：空气到玻璃1.50；空气到水1.33；水到玻璃1.13；因此，这个比例常数只与两种介质的性质有关。在实际应用中，遇到最多的情形是光从空气射入某种介质，或从某种介质射入空气，而空气对光的传播影响很小，可以按真空处理。因此，以后我们只讨论光从真空射入介质的情形。这时，常数n12可以简

8、单地记为n。对于不同的介质来说，常数n是不同的，它与介质有关，是一个反映介质光学性质的物理量。在相同的入射角下，常数n越大，光线从空气斜射入这种介质时偏折的角度越大。引入折射率的定义。1、折射率n：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角1的正弦与折射角2的正弦的比值n ，叫做这种介质的折射率。物理意义：折射率是一个反映介质光学性质的物理量。折射率n越大，光线偏折越大每种透明介质的折射率都有一个固定值，下表展示了几种常见介质的折射率几种介质的折射率金刚石2.42岩盐1.55二硫化碳1.63酒精1.36玻璃1.51.9水1.33水晶1.55空气1.00028从表中可以看出，空气的折射率非常接近于1

9、 ，所以，我们可以把空气介质近似看成真空。师：材料折射率的存在，不仅可以改变光的传播方向，还能改变光的传播速度。光在介质中的传播速度v和真空中的光速c 、材料n之间有以下关系2、光的传播速度和折射率的关系：v = C / n。（也可用惠更斯原理导出）鉴于真空之外的任何介质的折射率都大于1 ，所以，光在真空之外任何介质的传播速度都小于c 。（三）知识运用1、提供以下实验器材：玻璃砖一块；白纸；木板；大头针；图钉；三角板；量角器；铅笔。设计一实验测定所给玻璃砖的折射率。（讨论时，可参考课本第48页的实验，说出实验原理并写出实验步骤）学生讨论，实验原理：如图1-67所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，

10、通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线OD，就能求出折射光线OO和折射角r。再根据折射定律就可计算玻璃的折射率n=sini/sinr【实验步骤】(1)把白纸用图钉钉在木板上。(2)在白纸上画一条直线a作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面a的法线NN。(3)把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟a严格对齐，并画出玻璃砖的另一个长边a。(4)在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。(5)在玻璃砖的a一侧竖直地插上大头针P3，调整眼睛观察的视线，要使P3恰好能挡住P1和P2在玻璃砖中的虚像。(6)用同样的方法在玻璃砖的a一侧再插上大头针P4、使P4能同时挡住

11、P3本身和P1、P2的虚像。(7)记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针。过P3、P4引直线OD与a交于O点，连接O、O，OO就是入射光AO在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角i=AON，折射角r=OON。(8)用量角器量出入射角i和折射角r。(9)从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。(10)用上面的方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角。查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里。(11)计算出不同入射角时sini/sinr的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验中

12、测出的sini/sinr的平均值，就是玻璃的折射率。师：为了减小实验误差，要注意以下事项：(1)玻璃砖的折射面a、a必须画准确，才能确定法线，准确地画出入射角和折射角。（用手拿玻璃砖时，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个折射面a、a。(2)实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。(3)大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差。(4)实验时入射角应适当地大些，以减小测量角度的误差；但入射角也不宜过大，否则在a一侧要么看到P1、P2的像模糊不清，不便于插大头针P3、P4。(5)玻璃砖应选用宽

13、度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。2、光线从空气射入 的介质中，反射光线恰好垂直于折射光线，则入射角约为多少？解：根据光的反射定律有入射角 跟反射角 相等 ，根据题意折射光线与反射光线垂直，即两光线的夹角为90°，则反射角 与折射角 互余，即 ，则 又根据折射率的定义式： 所以： 3、如图一个储油桶的底面直径与高均为d当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的点C，、两点距离d/4求油的折射率和光在油中传播的速度。【同步练习】 1、人看到沉在水杯底的硬币，其实看到的是：（  &#

14、160;   ）A、硬币的实像，其位置比硬币实际所在位置浅B、硬币的实体，其位置即硬币的实际位置C、硬币的虚像，但位置比硬币的实际位置浅D、硬币的虚像，其位置比硬币的实际位置深2、如图所示，在两束光的交点P前，放一块长方形的玻璃砖则交点位置：（    ）A、不变 B、向左C、向右D、可能向左、也可能向右，由光的颜色决定的3、光线以某一入射角从空气进入折射率为 的玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直，则入射角等于(       ）A、30°B、45°C、60°

15、D、80°4、光从某种介质射入空气中，入射角i从零开始逐渐增大时，折射角r也随之增大，下述说法正确的是（    ）A、比值 不变B、比值 不变C、比值 是一个大于1的常数D、比值 是一个小于1的常数5、观察者看见太阳刚从地平线升起时，关于太阳位置的叙述正确的是（       ）A、太阳位于地平线之上、B、太阳位于地平线之下C、太阳位于地平线 D、大气密度不知，无法判断6、水的折射率等于 4 / 3,玻璃的折射率等于 3 / 2，光在水中的传播速度与在玻璃中的传播速度之比等于_7、玻璃的折射率是1

16、.50，水晶的折射率是1.55，让一块厚度为1cm的玻璃片与一块水晶片叠放在一起，若光线垂直射入时，通过它们所用时间相等，则水晶片厚度是_cm、8、如图示，有一长方形容器，高为30cm，宽为40cm，在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺。眼睛在OA的延长线上的E点观察，视线沿着EA斜着向下看恰能看到尺的左端的零刻度。现保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体，将容器装满，仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20cm的刻度，则此液体的折射率为 。9、光在某介质中的传播速度是3/2×108m/s，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？解：由介质的折射率与光速的关

17、系得：n =C / n（1）又根据介质折射率的定义式得：n=（2） 折射角，即为所求 为在介质中光线与法线间的夹角30°由（1）、（2）两式解得： 所以 第十三章第2节光的干涉【教学目标】（一）知识与技能1、知道光的干涉现象及由此说明光是一种波。知道杨氏双缝干涉实验设计的巧妙之处。2、理解何处出现亮条纹，何处出现暗条纹，知道其它条件相同时，不同色光产生干涉条纹间距与波长的关系。（二）过程与方法通过观察、实验、并能将观察到的现象跟以前学过的机械波的干涉进行类比，进行自主学习，培养学生观察、表达、分析及概括能力。情感态度与价值观通过光干涉图样的观察，再次提高学生在学习中体会物理知识之美；

18、另外通过渗透科学家认识事物的科学态度和巧妙思维方法，渗透辩证唯物主义观点。【教学重点与难点】重点是光的干涉现象、理解干涉条纹的成因，光的双缝干涉条纹间距的大小的决定式及其物理意义；难点是光的干涉现象的成因及如何引导学生寻找获得相干光源的其他方法。【教学过程】（一）引入1、什么是波的干涉？产生干涉的一个必要的条件是什么？2、干涉现象是波特有的现象。光具有波动性吗？你如何用实验去验证？生：若光是一种波，就必然会观察到光的干涉现象，观察光的干涉现象可以用屏幕，在屏幕上会得到明暗相间的条纹。因此精心设置实验，寻找光的干涉现象。演示 两个通有同频率交流电单丝灯泡(或蜡烛)作为两个光源，移动屏与它们之间的

19、距离，屏幕上看不到明暗相间的现象。设疑：为什么不能观察到干涉图样？是光没有波动性，还是没有满足相干的条件？引导学生讨论得到：两个独立热光源的光波相遇得不到干涉现象，是实验设计有错误，没有满足相干条件。在物理学史上曾很长一段时间内人们一直认为光不是波，所以没有波动性，也不会产生干涉现象。直到19世纪，英国物理学家托马斯·扬改进实验设计，在历史上第一次得到了相干光源。（二）新课教学一、光的双缝干涉扬氏干涉实验。介绍英国物理学家托马斯·扬如何认识光，如何获得相干光源展示扬氏实验挂图鼓励学生在认识事物或遇到问题时，学习扬氏的科学态度，巧妙的思维方法1、介绍实验装置双缝干涉仪说明双缝

20、很近0.1mm，强调双缝S1、S2与单缝S的距离相等。提问：为什么这样设计？（通过这个问题，让学生知道如何能获得相干光源）两单缝S1、S2处光的振动不仅频率相同，而且振动情况（相位）总是完全相同（实验演示）先用加滤色片后单色光红光进行演示，然后改用激光源做双缝干涉实验，可直接照射双缝，亮度大可得到更为清晰的明暗相同的图样展示双缝干涉图样，让学生注意观察图样，回答图样的特点：2、光的双缝干涉图样(1)明暗相间的条纹(2)相邻亮纹（或暗纹）间距都相等。(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹中央亮纹提出问题：为什么会出现这样的图样？怎样用波动理论进行解释3运用波动理论进行分析展示双缝干涉示

21、意图样的彩色挂图分析：说明示意图是两列波某一时刻峰谷位置分布图说明两列波同频率、振动情况总是相同。在两列波峰峰、谷谷相遇位置均是加强点；而峰谷相遇位置均是削弱点小结：通过以上分析振动加强与削弱点的分布是相互间隔的而且是稳定的结合干涉挂图反映在屏幕上：同相加强光能量较强亮；反相减弱光能量较弱暗得到亮暗间隔的干涉图样在双缝干涉实验中，被光照射的两条狭缝S1和S2相当于两个相干的波源(图198)，两列相干的光波在狭缝右边的空间叠加S1和S2到屏上P点的距离相同，所以两列波在这点同时出现波峰或波谷，P点的光波得到加强，在这里出现一个亮条纹在P点上方，例如P1，它距S2比距S1远一些，两列波的波峰或波谷

22、不再同时到达P1如果路程差d正好是半个波长，也就是说，时间差正好是半个周期，那么当一列波的波峰到达P1时，另一列波正好在这里出现波谷，两列波叠加的结果是互相削弱，于是在这里出现暗条纹对于更远一些的点，例如P2，来自两个狭缝的光波的路程差d更大如果路程差正好等于波长，那么两列光波的波峰或波谷又是同时到达这点，它们又在这里互相加强，这里再次出现亮条纹小结：(1)每当路程差等于/2、3/2、5/2时，两列光波就得到削弱，屏幕上出现暗条纹(2)每当路程差等于0、2、3时，两列光波就得到加强，屏幕上出现亮条纹思考与讨论：在不改变双缝到屏的距离L的情况下，改变入射光或改变双缝距离d，得到的光的干涉图样如图

23、，试猜想，条纹间距会哪些因素有关？学生猜想。4、干涉条纹间距与哪些因素有关理论推导：由于两缝间距d远小于缝到屏的距离L，所以能够认为三角形S1S2M是直角三角形。根据三角函数关系，有r2-r1=dsin另一方面很小，tan=sinx=Ltan=Lsin消去sin，有r2-r1=d根据前面所学的知识，当两列波的路程差为波长的整数倍，即dk（k=0、1、2）时，才会出现亮条纹，也就是说，亮条纹中心位置为x=k亮条纹间距x= 师：因此在入射光不变（即不变），L不变时，d越小，亮纹间距越大。强调，由亮条纹间距x= 公式也可测定入射光的波长。引导学生自学课本第54页“观察双缝干涉图样”与“测定单色光的波

24、长“两小节，掌握如何应用双缝干涉测量光的波长的方法。实验原理：利用双缝干涉实验，测量L、d、x，应用公式x= 可测单色光的波长实验器材：双缝干涉仪、米尺、测量头。实验步骤：（1）如图所示，把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上，微的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏；（2）取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的束光能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；（3）放好单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm10cm，使缝相互平行，中心大致仅次于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样；（4）在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样；（5）分别改变滤光片和双缝，观察干涉图

25、样的变化；（6）已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻两条亮（暗）纹间的距离x，由计算单色光的波长。为了减小误差，可测出n条亮（暗）间的距离A，则；（7）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长。注意事项：（1）单缝双缝应相互平行，其中心应位于遮光筒的轴线上，双缝到屏的距离应相等；（2）测双缝到屏的距离L可用米尺测多次，取平均值；（3）测条纹间距x时，用测量头则出n条亮（暗）间的距离A，求出相邻的两条明（暗）纹间的距离。 例题1、在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，测量头如图所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器

26、的读数为1.130mm。转动手轮，使分划线向一侧移动，到另一条亮条纹的中心位置，由螺旋测微器再读出一读数，若实验测得4条亮条纹中心间的距离x=0.960mm，已知双缝间距d=1.5mm，双缝到屏的距离L=1.00m，则对应的光波波长为=480mm。例题2、在利用双缝干涉测定光波波长实验时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相同的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的最可能的原因是单缝和双缝不平行。用直尺量得双缝到屏的距离为80.00cm，由双缝上的标识获知双缝间距为0.200mm，光波波长为6.00×10-7m。

27、若调至屏上出现了干涉图样后，用测量头上的螺旋测微器去测量，转动手轮，移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐时，如图所示，此时螺旋测微器的读数为0.900mm，此明条纹的序号定为1，其右侧的明纹序号依次为第2、第3条明纹，从第1条明纹中心至第第6条明纹中心的距离为12mm。【强化训练】1、两只相同的灯泡发出的光束相遇( )发生干涉现象？（填“能”或“不能”）分析与解答：只有两列相干光相遇，才会产生干涉现象一般光源发出的光是大量原子跃迁时产生的，由不连续的波列组成，即使频率相同，各波列振动的情况也是无规则地变化的，因此两个独立光源发出的光不是相干光，不会发生干涉现象2、在双缝干涉实验中，以白

28、光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失；B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光；D、屏上无任何亮光分析解答：在双缝干涉实验中，白光通过单缝成为线光源，从单缝时出的光通过双缝分成两束光，它们在光屏上形成彩色的干涉条纹，现在两个缝前分别放上红色和绿色滤光片，红光和绿光的频率不同，不是相干光，所以屏上没有干涉条纹，只有亮光，选择项C正确3、用白光（复色光源）做扬氏双缝干涉实验，将会在屏上观

29、察什么现象？（双缝S1、S2连线的中垂线与屏相交的中央位置是白色亮纹，而两侧是彩色条纹，然后展示挂图以便让学生对图样有深刻印象思考讨论：为什么会是这样的干涉图样？）(由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，各种色光的干涉条纹在屏上叠加，屏上就会出现彩色条纹)4、利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm, 双缝光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则单色光的波长为 。(6.43×107m )5、如果把杨氏双缝干涉实验，从空气中移动到某种透明的液体中做实验，则条纹的间距（   

30、   ）A、增大       B、减小        C、不变        D、缺少条件，无法判断6、用红光做双缝干涉实验，在屏幕上观察到干涉条纹，在其它条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变              &#

31、160; ，如果改用白光做实验，在屏幕上将出现          色条纹 3.某同学按实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象获得成功.若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是（）ACA.将遮光筒内的光屏，向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B.将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C.将单缝向双缝移动少许，其他不动D.将单缝与双缝的位置互换，其他不动【命题意图】 考查双缝干涉的条件.【解题思路】 若将滤光片移至单缝和双缝之间，无法获得相干光源，将单缝和双缝位置互换无法形成干涉.4.单色光照射双

32、缝，双缝间距为0.6 mm，双缝到屏幕的距离为1.5 m，今测得屏幕上7条亮纹之间的距离为9 mm，则此单色光的波长为_ m.（6×10-7 m）【命题意图】 本题考查x=和x=的应用.【解题思路】 由x=求得x，再由x=求.【作业】第十三章 第4节 光的颜色色散【教学目标】（一）知识与技能1、知道光的颜色由频率决定，知道白光由多种色光组成。2、了解双缝干涉、薄膜干涉及折射时光的色散现象及色散的原因。3、知道不同色光在同一介质中的传播速度、折射率有差别。（二）过程与方法通过实验，观察白光的双缝干涉，薄膜的干涉及折射时的光的色散现象，增强学生学习兴趣，提高学生的实践操作能力和科学素质，

33、并在教师引导、点拔下思考，分析并理解色散产生的原因。（三）情感态度与价值观通过实验，使学生对自然界中许多美好的现象进行充分的认识，学会用科学知识来解释自然现象并培养学生探究科学的严谨态度和追求真理的不懈努力精神。【教学重点与难点分析】教学重点：知道光的颜色由频率决定、薄膜干涉原理及折射时的色散现象教学难点：双缝干涉、薄膜干涉及折射时光的色散原因及同种介质对不同色光的折射率是有差别。【教学过程】（一）提出问题，引入新课问1、简述单色光的双缝干涉图样有什么特点？生：(1)明暗相间的条纹(2)相邻亮纹（或暗纹）间距都相等。(3)两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹中央亮纹问2、双缝干涉现象中，

34、相邻两个亮条纹中心间距x的大小跟哪些因素有关？生：相邻两个亮条纹中心间距x= （二）新课教学师：在双缝干涉实验中，在保持两缝间距d和缝到屏的距离L都不变的情况下，分别用红光与蓝光做实验，得到的干涉图样如图，条纹间距x红x蓝，由x= 知，红蓝。即不同颜色的光，波长不同（或频率不同）。一、不同颜色的光，波长不同（或频率不同）。师：如果用白光做双缝干涉实验，让学生猜测干涉图样。然后教师做演示，让学生注意观察屏上图样特征：1、白光的双缝干涉条纹是双缝S1、S2连线的中垂线与屏相交的中央位置是白色亮纹，而两侧是彩色条纹。然后展示挂图以便让学生对图样有深刻印象思考讨论：白光的双缝干涉条纹是彩色的，能说明什

35、么问题？学生讨论，得出结论：说明白光是由多种色光组成的。原因：不同单色光的波长不同，在两缝间距d和缝到屏的距离L都不变的情况下，干涉条纹间距是不同的。各种色光的干涉条纹在屏上叠加，屏上就会出现彩色条纹提出光的色散概念2、光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。白光的双缝干涉就是一种光的色散现象。3、光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的大小，有序排列。如图是太阳的光谱。提问：白光的双缝干涉条纹是彩色的。在日常生活中，肥皂泡、雨后公路积水上面漂浮的油膜，看起来也是彩色的。这些现象又是怎样形成的呢？二、薄膜干涉 1、肥皂液薄膜干涉实验介绍实验做法。酒精灯里的酒精中溶解一些氯化钠

36、，灯焰就能发出明亮的黄光(获得单色光)。把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，强调肥皂薄膜必须竖直立放，并把液膜当成镜面从前面看火焰的反射后的虚像。你将看到怎样的现象？为什么会出现这种现象？师生讨论、分析。实验现象：火焰的像上有明暗相间的条纹。 现象形成的原因(1)灯焰的像是液膜前后两个面反射的光波叠加形成的，这两列光波是同一列入射光波被楔形薄膜前表面和后表面分别反射后出来的，因此是相干的光，能够发生干涉。 (2)竖直放置的肥皂薄膜受到重力的作用，形成上薄下厚的楔形。厚度不同处，来自前后两个面的反射光所走的路程差也不同(图1910)某一厚度处，这两列波叠加后振幅变大，于是出现了亮条

37、纹，而在另一厚度处，叠加的结果可能是互相削弱，于是在这一厚度处出现暗条纹。又同一水平线上的薄膜厚度近似相同。所以火焰的反射后的虚像上产生水平的明暗条纹。问：请解释白光照射下的肥皂膜为什么呈彩色？生：白光中不同波长的光，也就是不同颜色的光，从肥皂泡的内外表面反射后，在不同的位置相互加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。师：白光的薄膜干涉也是一种光的色散现象。出示：照相机、望远镜的镀膜镜头，看起来有一定的颜色，为什么？生：照相机、望远镜的镜头表面常常镀了一层透光的膜，膜的上表面与玻璃表面反射的光发生干涉。但只有一定波长（一定颜色）的光干涉时才会相互加强，所以镀膜镜头，看起来有一定的颜色。镀膜的厚度不同，

38、镜头的颜色也不一样。2、光的干涉在技术上的应用干涉法检查平面请学生阅读课本P58的“科学漫步”了解干涉法检查平面的原理。原理：如图1911，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，使样板的标准平面和被测平面之间形成一个楔形空气薄层用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，于是看到干涉条纹。如果被测表面是平的，那么空气层厚度相同的各点分布在一条直线上，干涉条纹就是等距的平行线(图1912甲)如果被测表面有此地方不平，那么空气层厚度相同的各点分布不再位于一条直线上，该处产生的干涉条纹就会发生弯曲 (图1912乙)这种测量的精度可达10-6cm师：双缝干涉与薄膜干

39、涉都能使白光发生色散。那么有谁知道，雨后天晴时，挂在天空中的彩虹呈五颜六色的原因？难道也是不同色光的干涉引起的？三、折射时的色散棱镜可以改变光的传播的方向。教师指导学生作出三棱镜对光路的控制的光路图。请同学们根据光的折射定律，画出光通过光密三棱镜的光路图。（学生作图，教师巡视，让一个画的正确的学生与一个画的错误的学生上去板演，然后师生一起分析，一方面熟悉折射定律的应用，另一方面通过亲身体验，理解光密三棱镜对光路的控制作用）1、空气中玻璃三棱镜对光路的控制作用：入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。2、偏向角：出射光线和入射光线之间的夹角，也叫偏折角。显然，棱镜材料的折

40、射率越大，偏向角也越大。3、空气中玻璃棱镜成像请同学们通过作图，找出点光源S通过三棱镜所成像的位置，叫同学上台板演。然后师生一起分析，得出：物体经三棱镜所成的虚像向棱镜的顶角方向偏移。如图2。实验：观察白光通过棱镜后被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫七种颜色的单色光的现象。说明什么问题？4、白光在折射过程中发生色散AB色散现象产生的原因：在AB界面上，各单色光的入射角都相等，但折射角不相等，红光的最大，紫光的最小。由 = n知，各种色光在同一介质中的折射率不一样，棱镜材料对红光的折射率小，对紫光的折射率大。（指导学生看课本上P17冕牌玻璃对各种色光的折射率）各种色光在冕牌玻璃中的折射率色光紫、

41、靛蓝绿黄橙红折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513又根据n=c/V可知，由于各种色光在同一介质中的折射率不一样，表明它们在同一介质中传播的速度也不同，同一介质中，红光的传播速度大，紫光的传播速度小。（三）本课小结： 1、光的颜色由光的频率决定。组成白光的各种单色光中，红光频率最小，紫光频率最大。光从一种介质进入另一种介质，频率不变。2、不同频率的色光在真空中传播速度相同，为C3×108ms。但在其它介质中速度各不相同，同一种介质中，紫光速度最小，红光速度最大。3、同一媒质对不同色光的折射率不同，通常情况下频率越高，在介质中的折射率也越大，所以白光进入某种介

42、质发生折射时，紫光偏折得最厉害，红光偏折最小。光的颜色 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫偏折角小大频率小 大同种介质中的折射率小 大同种介质中的光速小 大空气水OAB （四）练习巩固1下列现象中，属于光的干涉的是 （ ）BD    A雨过天晴，天空中形成的彩虹    B阳光下，肥皂泡呈现彩色    C一截插入水中的筷子，看上去变弯了    D下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜常出现彩色 2、如图所示，两种单色光组成的复色光由空气斜射入水中发生色散的光路图，在水中两单色光A和B则（

43、 ）AA光的频率比B光的频率高B在水中A光的波长比B光的短C在水中B光的传播速度比A光的大D在水中B光的传播速度比A光的小3、如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源加滤色片后获得的，检查中所观察到的干涉条纹是下列哪两个表面反射的光线叠加而成的：（       ）A、A的上表面和B的下表面 B、A的上表面和B的上表面；C、A的下表面和B的上表面；    D、A的下表面和B的下表面4、用薄玻璃片制成一个密闭而中空的三棱镜放入水中，当一束白光从其一个侧面斜射入并通过三棱

44、镜时，下述正确的是（      ）A、各色光都向底面偏折B、各色光都向顶角偏折C、紫光的偏向角比红光大D、紫光的偏向角比红光小 5一束红光和一束紫光以相同的入射角沿CO方向入射半圆形玻璃砖的下表面，之后沿OA，OB方向射出，如图所示，则下列说法中正确的是 ( )AOA是红光，穿过玻璃砖的时间较短BOB是红光，穿过玻璃砖的时间较短COA是紫光，穿过玻璃砖的时间较长DOB是紫光，穿过玻璃砖的时间较短第十三章第5节光的衍射【教学目标】(一)知识与技能1、知道光的衍射现象，及光通过狭缝和圆孔的衍射条纹特点，知道光产生明显衍射的条件。2、能用相关知识对生

45、活中的有关现象进行解释和分析，能区别干涉条纹和衍射条纹(二)过程与方法引导学生与以前学过的机械波的衍射进行类比，进行自主学习，再通过演示实验结合投影片分析讲解，启发学生积极思考思考、培养学生观察能力、想象力、动手能力及分析和解决问题的能力。(三)情感态度与价值观通过光的衍射现象的观察，再次提高学生在学习中体会物理知识之美；另外通过学习让学生知道科学研究必须重视理论的指导和实践的勤奋作用；【教学重点与难点】光的衍射条纹特点及发生明显的光的衍射现象的条件即是重点，也是难点。【教学过程】（一）引入1、在历史上第一次得到了相干光源，成功做出了光的干涉实验的科学家是谁？光的干涉现象的发现说明光具有什么性

46、质？(托马斯·扬，波动性)2、单色光的双缝干涉图样有哪些特征？(特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等)师：衍射现象也是波动特有的特征，既然已证实光具有波动性，那么也会有光的衍射现象。光的衍射现象是怎么样的呢？为什么在日常生活中不易观察到光的衍射现象？我们这节课就来解决这个问题。（二）新课教学一、光的衍射现象提问1：什么是波的衍射？提问2：产生明显的波的衍射要具备什么样的条件？可见光的波长约是多少？（波产生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多；可见光的波长只有十分之几微米）引导学生根据以上知识，思考：怎样才能观察光的衍射现

47、象？设置实验装置。（必须使点光源（或线光源）发出的光通过非常小的孔（或是非常窄的狭缝）师（小结）：从前面讲的光的干涉实验知道，光的波长很短，只有十分之几微米，通常的物体都比它大得多，因此很难看到光的衍射现象但是只有当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时，才可以清楚地看到光的明显衍射现象光的单缝衍射演示：我们用实验进行观察在不透光的挡板上安装有一个宽度可以调节的狭缝，缝后放一个光屏(图1913)用平行单色光照射狭缝，我们看到，当缝比较宽时，光沿着直线方向通过狭缝，在屏上产生一条跟缝宽相当的亮线但是，当缝调到很窄时，尽管亮线的亮度有所降低，阴影区和亮区的边界变得模糊；继续减小缝宽光明显地偏离直线传

48、播进入几何阴影区，屏幕上出现明暗相间的衍射条纹这表明，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方这就是光的衍射现象让学生对比单缝衍射图样，总结单缝衍射条纹的特征1、光的单缝衍射条纹特征：明暗相间的条纹。中央条纹最亮、最宽，两边的亮纹亮度渐暗，宽度渐窄。（见插图）引导学生讨论：光发生明显衍射条件生：缝足够窄。提问：缝变窄的过程中，衍射条纹中，中央亮纹的宽度与亮度如何变化？生：缝变窄了，衍射现象更明显了，因此中央亮纹的宽度变宽。但通过的光能少了，亮度会降低2、 光的圆孔衍射 演示小孔衍射：孔由大到小调节，当光照射具有较大圆孔的挡板AB，在后面的屏上就得到一个圆形亮斑，它的直径可以按照

49、光的直线传播的规律作图得到(图1914甲、乙)但是，如果圆孔缩小到一定程度，可以在屏上看到，光所达到的范围会远远超过它沿直线传播所应照明的区域(图1914丙)这就是圆孔的衍射现象条纹特征：明暗相间的圆环，圆心处为一亮斑。引导学生讨论发生明显衍射现象的条件是孔很小教师简单分析衍射的形成原因：同学们可能已经注意到，在单缝衍射和圆孔衍射的照片中，都有一些亮线和暗线这是由于当光传播到狭缝或圆孔上时，可把狭缝或小孔看成许许多多个点光源，这些点光源发出的光在空间传播相遇叠加，在光屏处叠加后光波加强或者削弱的结果，决定了屏幕上各点位置的明暗情况。这个道理和两列光干涉时的道理相似如果用白光做衍射实验，得到的亮线是彩色的，这也是由于不同波长的光在不同位置得到了加