1光的颜色色散学案

第十三章光§光的颜色色散学案一．学习目标（1）知道光的颜色由频率决定，知道白光是由多种色光组成；（2）了解双缝干涉、薄膜干涉及折射时的色散现象及原因；（3）了解薄膜干涉的原理及应用；（4）知道不同色光在同一介质中的传播速度、折射率都不同。二．重点难点1.重点：利用光的反射及折射规律讨论棱镜的特点及光的色散现象2.难点：光的色散现象及同一媒质对不同色光折射率不同。三．学法指导本节主要阐述色散的概念和发生色散的两种情况，即薄膜干涉的色散和棱镜折射时的色散。关于光的颜色、频率和波长，应当明确，不同颜色的光具有不同的频率，光的频率决定于光源，与介质无关。光在不同介质中传播的速度不同，波长改变，但其频率（颜色）不变。同时生活中的色散现象比比皆是，可以利用已学的知识和科学研究方法去探索新的物理规律，培养创新精神和实践能力。充分发挥学生的能动性，强化物理知识的形成过程和应用过程，使学生体验、认识和运用科学研究的过程和方法，促进学生思维，让学生正确掌握探究式学习的方法。通过对比分析，重在区别并弄清薄膜干涉的色散和棱镜折射时的色散的基本原理。首先把本节课的内容认真的看一遍，最后完成本学案。四．自主学习一、光的颜色色散：（1）在双缝干涉实验中，由条纹间距∆x与光波的波长关系为________，可推知不同颜色的光，其波长________，光的颜色由光的________决定，当光发生折射时，光速发生变化，而颜色不变。（2）色散现象是指：含有多种颜色的光被分解为________的现象。（3）光谱：含有多种颜色的光被分解后各种色光按其_______的大小有序排列。二、薄膜干涉中色散：以肥皂液膜获得的干涉现象为例：（1）相干光源是来自前后两个表面的________，从而发生干涉现象。（2）明暗条纹产生的位置特点：来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了________，反之则出现暗条纹。三、折射时的色散（1）一束光线射入棱镜经_______次折射后，出射光将向它的横截面的________方向偏折。物理学中把角θ叫偏向角，表示光线的偏折程度。（2）白光通过棱镜发生折射时，_______光的偏向角最小，________光的偏向角最大，这说明透明物体对于波长不同的光的折射率不一样，波长越小，折射率越________。（3）在同一种物质中，不同波长的光波传播速度________，波长越短，波速越________。五．典型例题例1、市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一的在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（）A、λ/8B、λ/4C、λ/2D、λ[解析]当薄膜的厚度是红外线在薄膜中波长的1/4时，红外线的薄膜的两个表面的反射光的路程差恰好等于半个波长，因而相互抵消，使红外县几乎都透过反光镜，而可见光被反射回来，使反射光的热效应大大降低，用这种灯照物品时就可使其在被照物品处产生的热效应大大降低，所以俗称“冷光灯”例2、下列说法正确的是（）用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光涂有增透膜的照相机镜头，增强了对紫光的透射程度从竖立的肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的表面反射光干涉的结果例3、如图所示，竖直的肥皂液膜的横截面，右侧受到一束平行白光的照射，关于肥皂液膜产生干涉条纹的说法正确的是（）在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液膜左右两个表面反射的两列光波叠加产生的观察到的干涉条纹可能是水平的，也可能是竖直的在左侧也可能观察到类似的条纹观察到的条纹可能是黑色的，也可能是彩色的P红紫例4、一束白光从顶角为P红紫红光最先消失，紫光最后消失红光最先消失，黄光最后消失紫光最先消失，黄光最后消失六．课堂练习1．光的颜色由____________决定。2．一束日光穿过棱镜，白光会分散成许多不同颜色的光，在屏上出现由________到________连续排列的七色彩光带，称为__________。这是由于棱镜对各种色光的________程度不同而引起的。3．一束单色光从空气射入玻璃中，则其频率____________，波长____________，传播速度____________。（填“变大”、“不变”或“变小”）4．一束白光经过玻璃制成的三棱镜折射后发生色散。各种色光中，___________色光的偏折角最大，___________色光偏折角最小。这种现象说明玻璃对___________色光的折射率最大，对___________色光的折射率最小。5．如图所示，红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面，发生折射时的折射角也相同。设介质1和介质2的折射率分别为n1、n2，则()真空介质1红光真空介质2紫光A．n1=n2B．真空介质1红光真空介质2紫光C．n1<n2D．以上三种可能性都有6．一束红光和一束紫光以相同的入射角沿CO方向入射半圆形玻璃砖的下表面，之后沿OA，OB方向射出，如图所示，则下列说法中正确的是()A．OA是红光，穿过玻璃砖的时间较短B．OB是红光，穿过玻璃砖的时间较短C．OA是紫光，穿过玻璃砖的时间较长D．OB是紫光，穿过玻璃砖的时间较短7．如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大ab8．如图所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经棱镜折射后，交会在屏上同一点，若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则有abA．n1＜n2，a为红光，b为蓝光B．n1＜n2，a为蓝光，b为红光C．n1＞n2，a为红光，b为蓝光D．n1＞n2，a为蓝光，b为红光空气水ab9．一细束红光和一细束紫光分别以相同入射角由空气射入水中，如图标出了这两种光的折射光线a和b，r1、r2分别表示a空气水ababA．a为红光折射光线，b为紫光折射光线

B．a为紫光折射光线，b为红光折射光线

C．水对紫光与红光的折射率n1与n2之比n1∶n2＝sinr1∶sinabD．紫光与红光在水中波速v1与v2之比v1∶v2＝sinr1∶sinr210．如图所示，一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，则()A．玻璃对a光的折射率较大 B．a光在玻璃中传播的速度较大C．b光的频率较大 D．b光的波长较长ab空气玻璃11．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va和ab空气玻璃A．na＞nbB．na＜nbC．va＞vb D．va＜vb12．某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到()A．上紫下红的彩色光带B．上红下紫的彩色光带C．外红内紫的环状光带D．一片白光13．如图所示，横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2。一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入，从另一