134 光的颜色 色散

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普通高中课程标准试验教科书—物理选修3－4[人教版]新课程学习

第十三章光13.4光的颜色色散

★新课标要求

（一）知识与技能

1．知道不同颜色的光，波长不同。2．知道什么是色散，了解什么是光谱。

3．通过试验初步认识薄膜干扰现象，了解其应用。4．知道光线通过棱镜时的光路，认识折射时的色散现象。

5．知道不同色光在同一介质中传播速度不同；知道同一介质对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。

（二）过程与方法

经历不同物理过程中光的色散现象的探究过程，了解色散在生活中的应用。（三）情感、态度与价值观

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

1．薄膜干扰的成因，干扰时的色散。2．棱镜对光线的作用，折射时的色散。★教学难点

薄膜干扰的成因，干扰时的色散。★教学方法

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复习提问，理论分析，试验探究，多媒体辅助教学★教学用具：

多媒体电脑及投影装置，酒精灯一盏，金属圈一个，大烧杯一个，适量肥皂液（或洗衣粉液），少量食盐，牛顿环，凸透镜，三棱镜若干。★教学过程

（一）引入新课

师：在双缝干扰现象中，明暗条纹出现的位置有何规律？

生：当屏上某点到两个狭缝的路程差Δ=2n·，n=0、1、2?时，出现明纹；当Δ=（2n+1）

2??2，n=0、1、2?时，出现暗纹。

师：干扰条纹的间距与光的波长之间有何定量关系？生：Δx=

ld·λ

师：上节课我们利用上式测量了光的波长，并观测了各种色光的干扰图样。这节课我们就来学习有关光的颜色和色散的知识。

（二）进行新课1．光的颜色色散

师：上节课我们观测了各种色光的干扰图样，用红光做试验，条纹间距最大，用紫光做试验，条纹间距最小，光的颜色不同，条纹间距不同，又由于干扰条纹的间距与光的波长成正比，我们可以得出什么结论？

生：不同颜色的光，波长不同。

师：大家还记得我们在用白光照射双缝时得到的干扰图样是怎样的？

生：彩色的条文。

师：（投影白光的双缝干扰条纹）怎样解释这种现象呢？

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（学生积极探讨，气氛猛烈，从探讨中基本能把握了原因）

生：不同色光波长不同，条纹宽度不同，红光条纹最宽；紫光条纹最窄，所以出现上面现象。

师：解释得好。白光干扰图样也说明白光是由多种色光组成的，在发生干扰时白光被分解了。含有多种颜色的光被分解为单色光的现象，称为光的色散。

师：含有多种颜色的光被分解后，各种色光依照波长的长短依次排列成彩色光带，就是光谱。

［投影课本61页表1和太阳的光谱。］

师：在各种色光中，波长最长的是什么光？波长最短的是什么光？生：波长最长的是红光，波长最短的是紫光。师：频率最小的是什么光？频率最大的是什么光？生：频率最小的是红光，频率最大的是紫光。

师：除双缝干扰试验外，还有一种干扰现象能够观测到光的色散。这就是薄膜干扰。2．薄膜干扰中的色散

教师演示：点燃酒精灯，在火焰中洒些氯化钠，使火焰发生黄光.把圆环竖直地插入肥皂溶液中，渐渐向上提起形成薄膜，竖直放好，将大烧杯罩住圆环，减小蒸发，以延长演示时间，便于全体观测。将酒精灯移到膜前，调整好位置，在酒精灯同侧观测到肥皂膜上浮现明暗相间的干扰条纹。

师：怎样解释这一现象呢？请大家思考下面几个问题：

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［投影图20—12及以下问题］

①肥皂膜有几个面可以反射灯焰的光？

②这些面反射回来的光有没有路程差，如有，它们有什么特点？③这些反射光是不是相干光？生1：膜前后两表面均可反射光。

生2：由于肥皂膜厚度不同，所以不同位置处的反射光路程差不同，有的地方可能是半波长的奇数倍，有的地方可能是半波长的偶数倍。

生3：两表面的反射光线来源于同一光线，振动状况一定一致，是相干光。师：三位同学回复得十分好，大家能弄清薄膜干扰的原因吗？生：能。

师：好，请大家把自己的想法与课本61页最终一段的分析比较一下。（学生阅读、理解。教师准备演示牛顿环试验）师：大家分析得很好，我再加一个试验，奖励大家。

（演示牛顿环试验，直接投影在白色墙上，墙上出现了牛顿环反射光干扰形成的一组明暗相间的同心圆，将屏移到环的另一侧，这里可将装置调整，同样可以观测到与反射干扰条纹互补的一组同心明暗相间的圆环）

师：感兴趣的同学课后抽时间自己来试验，深入研究它，同学们也能给我找点例子吗？（学生探讨，思考）

生：水面上的油膜好像也能反射光线，形成明暗相间的条纹。

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师：好，同学们课后去认真观测一下，看来干扰现象在我们生活中是见过的，我们真是“视而不见〞，“相逢未必曾相识〞，生活中有大量现象，看似很普通寻常，却往往蕴含着很深的科学道理，同学们要多观测、多思考、多探究。

师：课本62页给大家介绍了一个干扰现象在技术上的应用实例，我们一起来看看。［学生阅读62页“科学溜达〞――用等倾法检查平整度。并思考文后的问题。投影下图引导学生分析］

师：有兴趣的同学可以在我们所把握的知识基础上进行更进一步的探究。我这里为大家提供两个课题，大家可以到图书馆或上网查阅相关资料，然后确立课题进行研究。

（1）照相机、摄像机的镜头大多是淡紫色的，为什么？（2）全息照相是怎么回事？3．折射