第四节 光的色散

1、第四节 光的色散【教学目的】1知道光的折射率既和介质相关，也和光的颜色相关2知道什么是棱镜，了解棱镜的基本光路【教学重点】结合棱镜的光路理解光的色散的规律【教学难点】光的折射率既和光的颜色相关【教具】激光器、三棱镜、分光镜【教学过程】复习引入复习提问1：在初中，我们已经知道：什么是单色光、什么是复色光？学生：答问复习提问2：单色光和复色光能不能通过眼睛的视觉来判断？学生：回忆“光的色散”的知识（教师补充颜色混合的基本常识）那么，光的色散是怎样形成的呢？我们这里先看一个高一级学校教材关于介质折射率展示的表格常见介质的折射率（钠黄光= 5893）金刚石, 2.42, 岩盐, 1.55, , , 一

2、光的色散光的折射率和光的颜色究竟有什么样的关系？我们看下表各种色光在冕牌玻璃中的折射率色光, 紫、靛, 蓝, 绿, 黄, 橙, 红折射率, 1.532, 1.528, 1.519, 1.517, 1.514, 1.513从该表我们可以看出：在同一介质，光的颜色从紫、蓝到橙、红变化时，折射率逐渐减小；在同一介质中，光的折射率随光色的变化的幅度并不是很大。对于其它介质，这种规律基本相同（只是平均数字有所不同而已）。下面我们看这两点在折射光路中具体会形成什么效应。当一束很细的“白光”以60°的入射角从空气射到冕牌玻璃表面，它的折射光路怎样？学生：计算紫光、红光的折射角（分别为34.4

3、76;、34.9°）；画光路图（如图1）启发：同学们，在这个光路中色散是否已经发生？学生：是。色散：复色光在介质中由于折射率不同而分解成单色光的现象。在上面的光路中，要观察色散现象，是否容易？学生：否。为了让色散现象明显，我们可以采取哪些努力呢？二三棱镜1棱镜：截面为三角形或多边形的柱形透明体。示例：（迈克尔逊测光速的）八棱镜、（分组实验用到的）梯形玻璃砖、（实物展示）三棱镜。典型的三棱镜有：等腰三棱镜、等边三棱镜、45°直角棱镜。过渡：光线通过三棱镜的光路如何呢？2三棱镜的光路a光线向底边偏折光路展示图2；演示：激光光源演示图2的光路。偏折角=+根据折射率的物理意义，n较

4、大，和均较大，故较大。启发：同学们，我们刚才在图2中画的是单色光的情形，如果是复色光，光路又会怎样？学生：在草稿上尝试画图（如图3）（师生共同）小结：由于n的不同导致每折射一次，不同色光散开一次，两次的折射将使不同色光分得更开所以，用三棱镜，能是光的色散现象更明显。演示：“白光”光源下三棱镜对光的色散。b全反射光路复习高中物理课时同步训练第四节第9题；补充两个全反射光路，如图4和图5演示：激光光源演示图4、图5光路。思考启发：用图3、图4的光路能不能使光的色散更明显？学生：思考做答（不能）。三小结今天我们补充一个关于折射率的新规律折射率跟光的颜色相关，并由此解释了我们初中就已经知道的光的色散现象。原则上讲，只要光源是复色光、并有折射现象发生，色散就能够形成，但为了观察明显的色散现象，我们还是要想一些办法，为此，我们介绍了三棱镜的知识。光的色散除了解释一些自然现象外，一个最重要的应用就是光谱分析。光谱分析过程中核心工具是分光镜，分光镜的中心部件则是三棱镜展示：分光镜的结构。借助望远镜、凸透镜、标度尺等辅助部件，分光镜能够组成光源的复色光清晰的分解在一个有确定数字的标尺背景上，这叫做光谱。通过光谱，我们可以得