高中物理第十三章7光的颜色色散学案新人教版选修3_4

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1、光的颜色色散学习要求1.知道什么是色散现象2.观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉能产生色散，并能利用它来解释生活中相关的现象3.知道棱镜折射能产生色散。认识对同一介质，不同颜色的光折射率不同学习重难点1.薄膜干涉的色散的理解2.棱镜折射的色散学习过程第一课时一、光的颜色色散【回忆】在双缝干涉中，各种颜色的单色光都会发生干涉，但条纹间的距离不一样。由知条纹间的距离与光波的波长成正比，由此可知：不同颜色的光，_______不同。现象：白光的干涉条纹是______原因：白光是有多种色光组成。发生干涉时由于不同颜色的条纹

2、间距间距不同，白光被分解了。【演示】白光的双缝干涉实验1.光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散讨论：为什么中间是白色光，两侧是彩色光？2.各色光的颜色是由频率决定的，光有一种介质进入另一种介质，不变的是频率，故光的颜色不会随介质的改变而改变。（不同的人对颜色的感觉不完全一样，光的频率是客观存在的。人眼的视网膜上有两种感光细胞，一种叫视杆细胞，它对光非常敏感，但不能区分不同波长（频率）的光；另一种叫视锥细胞，它对光的敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）的光，人眼依靠视锥细胞分辨颜色

3、。）3.光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列即为光谱。二、薄膜干涉中的色散【提出问题】肥皂泡、雨后公路积水上漂浮的油膜是彩色的。这现象是怎样形成的？【演示】现象：灯焰的像是液膜前后两个面反射的光形成的。来自两个面的反射光相互叠加，发生干涉。1.薄膜干涉中相干光的获得光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面________的光是由同一个实际的光源分解而成，它们具有相同的_______，恒定的________。1.薄膜干涉的原理光照到厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的_____光的

4、______差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强（光程差是半波长的偶数倍），于是出现_________；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱（光程差是半波长的奇数倍），于是出现__________。注意：不同波长的光在做薄膜干涉时，前后两面反射的光将在不同的位置相互加强，从肥皂膜上看到的亮条纹的位置也会不同。在白光下观察肥皂泡，白光中不同波长的光（即不同颜色的光）经前后表面反射后，在不同的位置加强，所以看起来是彩色的。2.应用：①照相机、望远镜的镜头表面常镀一层透光的膜，膜的上表面与玻璃表面反射的光发生干涉

5、。（由于只有一定波长（一定颜色）的光干涉时才会相互加强，所以镀膜镜头看起来是有颜色的。镀膜厚度不同，镜头的颜色也不一样。）②利用光的干涉检查平整度三、衍射中的色散如果用白光做单缝衍射实验，得到的条纹是彩色的。原因：因为白光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光亮条纹的位置不同，各种色光被区分开。实验现象：组成白光的各种色光，对三棱镜的入射角都相同，但出射时各色光偏折角度不同。原因：由于棱镜对于不同的色光的折射率不同造成。红光偏折最小，表明棱镜材料对于红光的折射率最小；紫光的偏折大，表明棱镜对于蓝光的折射率较大四

6、、折射时的色散1.分析折射时的色散（1）光通过三棱镜后将向底面偏折（根据折射定律分析）（2）不同的色光经棱镜后偏折的角度不相同。红光偏折最小，紫光偏折最大。这样，白光经三棱镜后被分解为各种颜色的色光，发生了色散。说明：透明物质对于波长λ不同的光的折射率n不一样，λ越小（f越大），n越大。（3）由折射率n与波速v的关系知：在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短（频率越大），波速越慢。（4）光的颜色由频率决定。光从一种介质进入另一种介质时，频率不变。则,由此可以判定有关色光在介质中的传播速度、波

7、长、入射线与折射线偏折程度等问题。课堂探究题1.在用白光做双缝干涉实验时，除了中心的一个亮条纹外，在其他各级亮条纹中，红色为什么总是在最外侧？2.无色的肥皂液，吹出的肥皂泡为什么是彩色的？1.凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹。这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的。如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径是更大还是

8、更小？如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径是变大还是变小？2.描绘地势高低可以用等高线，描绘静电场可以用等势线，薄膜干涉条纹实际上是等厚线，同一干涉条纹上各个地方薄膜的厚度是相等的。观察到了干涉条纹的形状，就等于知道了等厚线的走向，因而不难判断被检测平面的凹下或凸出的位置。（1）为什么薄膜干涉条纹是等厚线？（2）当单色光源的波长是λ时，相邻两亮条纹中心处薄膜的厚度差是多少？3.图中，a是一