高二物理人教版选修34光的颜色 色散.docx

光的颜色色散重/难点重点：棱镜折射时的色散该现象主要涉及到同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响及其关系。难点：薄膜干涉的成因干涉时的色散。重/难点分析重点分析：同种介质对波长不同的光折射率不同。波长越小折射率越大。在同一种介质中不同波长的光波的传播速度不同波长越短波速越慢。难点分析：薄膜干涉的色散关键是寻找和判断发生干涉的两列光从何而来。薄膜干涉中的色散现象发生干涉的两列光来自薄膜的前表面和后表面；增透膜的厚度为光波波长的四分之一。突破策略1．光的颜色色散师：以前物理课我们观察了各种色光的干涉图样用红光做实验条纹间距最大用紫光做实验条纹间距最小光的颜色不同条纹间距不同又因为干涉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涉图样是怎样的？生：彩色的条文。师：（投影白光的双缝干涉条纹）怎样解释这种现象呢？（学生积极讨论气氛热烈从讨论中基本能掌握了原因）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。白光干涉图样也说明白光是由多种色光组成的在发生干涉时白光被分解了。含有多种颜色的光被分解为单色光的现象称为光的色散。含有多种颜色的光被分解后各种色光按照波长的长短依次排列成彩色光带就是光谱。［投影课本表1和太阳的光谱。］师：除双缝干涉实验外还有一种干涉现象能够观察到光的色散。这就是薄膜干涉。2．薄膜干涉中的色散教师演示：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慢慢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察。将酒精灯移到膜前调整好位置在酒精灯同侧观察到肥皂膜上呈现明暗相间的干涉条纹。师：怎样解释这一现象呢？请大家思考下面几个问题：［投影图及以下问题］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：因为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情况一定相同是相干光。师：三位同学回答得非常好大家能弄清薄膜干涉的原因吗？生：能。师：课本给大家介绍了一个干涉现象在技术上的应用实例我们一起来看看。A、检查精密部件的表面取一个透明的标准样板放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜用单色光从上面照射入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光从反射光中就会看到干涉条纹如图2-3甲所示。如果被检表面是平的那么空气层厚度相同的各点就位于一条亮纹或暗纹线上产生的干涉条纹就是平行的(如图2-3乙)；如果观察到的干涉条纹如图2-3丙所示A、B处的凹凸情况可以这样分析：由丙图知P、Q两点位于同一条亮纹上故甲图中与P、Q对应的位置空气层厚度相同。由于Q位于P的右方(即远离楔尖)如果被检表面是平的Q处厚度应该比P处大所以只有当A处凹陷时才能使P与Q处深度相同。同理可以判断与M对应的B处为凸起。B、增透膜是在透镜、棱镜等光学元件表面涂的一层氟化镁薄膜。当薄膜的两个表面上反射光的路程差等于半个波长时反射回来的光抵消。从而增强了透射光的强度。显然增透膜的厚度应该等于光在该介质中波长的1/4。3．折射时的色散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。（讲解棱镜对光线的作用）a．在黑板上画出棱镜的截面如图让一个学生到黑板上画出光线从空气入射到AC面时的折射光和从棱镜进入空气时在AB面上的折射情况。b．用氦氖激光器发出的红光做光源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。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。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1：还是白色。（其他学生犹豫）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光带。师：通过棱镜后偏折程度最小的是什么光？生：红光。师：偏折程度最大的是什么光？生：紫光。师：实验说明了什么道理？生：同种介质对波长不同的光折射率不同。波长越小折射率越大。师：大家还记得折射率与波速的关系吗？生：师：从公式能够得出结论：在同一种介质中不同波长的光波的传播速度不同