第4节光的色散.doc

用心爱心专心115号编辑

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，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，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=λ
（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=λ知，λ红＞λ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，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。
①实验现象：火焰的像上有明暗相间的条纹。
②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19－10)．某一厚度处，这两列波叠加后振幅变大，于是出现了亮条纹，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，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19－11，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19－12甲)．
如果被测表面有此地方不平