高中物理选修3-4光的颜色 色散

光的颜色色散

教学目标

一、知识目标

1.理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的道理.

2.知道光的色散现象.

3.理解光的色散现象的成因.

4.知道不同色光在同一介质中传播速度不同.

5.知道同一介质对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大.

二、能力目标

1.会应用棱镜进行有关的光路控制.

2.会根据折射定律分析判断白光色散的结果.

三、德育目标

通过自然界中的光现象——虹霓的教学及色散现象的教学激发学生对大自然的热爱以及对自然之谜的求知欲望.

●教学重点

1.棱镜对光线的作用.

2.光的色散现象及其成因.

●教学难点

用光的折射定律分析不同色光通过同一介质后的偏折情况.

●教学方法

本节课通过实验观察、理论分析,辅助以CAI课件对棱镜对光的偏折作用、光的色散现象及其形成原因等进行多途径的教学.同时介绍一些相关的科普知识开阔学生的视野，尽量增加学生的观察以达到身临其境、兴趣盎然的效果.

●教学用具

同上节课的光学演示仪，三棱镜若干.CAI课件（单色光通过棱镜后的偏折情况，

白色光通过棱镜的色散现象，虹霓的形成）

●课时安排

1 课时

●教学过程

一、引入新课

［师］同学们看过雨后天空的彩虹吗？

（学生有的回答看过，有的回答没看过）

（教师用课件播放彩虹图片，学生惊叹其美丽）

［师］彩虹的美丽一直是为人们所赞叹的，但是在座的有谁知道彩虹是怎样形成的吗？［无人回答］我们学完这一节的内容大家就会知道了，想知道吗？［生回答想］那就好好的跟我学吧.

二、新课教学

（一）棱镜棱镜对光线的作用

1.介绍棱镜

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.

2.棱镜对光线的作用

a.在黑板上画出棱镜的截面如图19—44，让一个学生到黑板上画出在光线从空气入射到AC面时的折射光.再请一位同学画出从棱镜进入空气时在AB面上的折射情况.

图19—44

b.用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.

［学生］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.

（二）光的色散

1.光的色散现象

［教师］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？

［生甲］还是白色.（其他学生犹豫）

［教师］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.但是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亮带.

(3)引导学生归纳总结出白光是复色光.

(4)给出光的色散定义及光谱概念.

2.光的色散原因分析

（1）重做课本图19—25甲所示的实验，让学生仔细观察，在光屏上最上端是红色，最下端是紫色.

（2）分析现象背后的实质性原因.

［教师引导］白光通过棱镜后变成了彩色光除了说明白光是复色光外，还说明棱镜对不同色光的折射率是…

［学生］不同的.

［教师］折射率不同.说明不同色光在棱镜中传播时速度是…

［学生］不同的.

［教师］红光在屏上最上端，表明红光的偏折程度…

［学生］最小.

［教师］棱镜对红光的折射率…

［学生］最小.

［教师］对紫光的折射率…

［学生］最大.

(3)光在真空中传播速度相同.

［教师］我们现在看到的太阳光是太阳现在发出的吗？

［学生］不是

［教师］如果不同色光在真空中传播速度不同.则将先后到达地球.那么我们看到的还是白光吗？ ［学生］不是

［教师］因此可以知道光在真空中传播速度都是相同的.c=3×108 m/s 而在介质

中传播速度是不同的.（根据n=v

c ） （4）归纳总结如下表 颜色 红 橙 黄 绿 蓝 靛

紫

频率ν 低

高

折射率n 小

大

介质中速度v 大

小

临界角C 大

小

（三）课堂巩固训练

1.课本练习四第（1）题.

2.如图19—45，ABC 为一玻璃三棱镜的截面，一束光MN垂直AB射入，在AC 面发生全反射后从BC射出，则在屏PQ上的彩带DE的D点是________光，E点是________光.（填颜色）

图19—45

3.在上题中，若∠MNB变小，最先从AC透出的是________光.

参考答案：1.略2.紫红3.红

（四）知识拓展——虹霓的形成

虹的形成

雨后初霁，我们常常看见天上出现美丽的七色彩虹，虹是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴引起的比较复杂的折射和反射所造成的一种色散现象.如图19—46（a），假设太阳光水平射向一水珠，光线经两次折射和一次全反射后射出水珠.

霓的形成经过了二次折射和二次全反射，如图19—46（b）.虹和霓一般同时出现.但两者还是有区别的，不能混为一谈，虹霓有两个弓形彩带，内彩带较亮，其外圈是红色，内圈是紫色，称为虹；外彩带较暗，有时看不见.其颜色分布与虹恰好相反，即外紫内红，称为霓.