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1、4 光的颜色 色散,说课稿,一、教材分析,本节是对前面所学光学知识的巩固和应用。我认为这节课的重点在于激发学生的兴趣,本节主要阐述色散的概念和产生种种色散现象的原因。同时还要让学生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。,重点难点：光的色散现象；薄膜干涉的原理。,二、教学目标,三维教学目标知识与能力1、知道白光的色散现象，知道白光是复色光，了解光的色散2、知道薄膜干涉，了解薄膜干涉产生的原因，知道薄膜干涉在技术上的应用。3、知道棱镜的概念、棱镜对光线的偏折作用以及棱镜对白光的色散作用。过程与方法1、通过实验探索，加强学生动手能力，观察能力，加深对知识的理解。情感、态度与
2、价值观1、激发学生学习光学知识的兴趣。2、培养学生科学的研究态度和正确的世界观、人生观、价值观。,三、学情分析,1、在知识内容方面：,学生在初中就接触到了光的反射和折射，再加上这一章第一节的学习，因此学生对光的折射比较熟悉，也比较容易接受和理解。而光的干涉虽然前两节课一直在学，但毕竟是新的内容，学生的接受需要一个过程，所以相对来说还不是很熟悉。,折射中的色散现象是本节的重点之一：（1）学生已经知道光经过三棱镜会发生折射（2）学生对不同色光在同一介质（如三棱镜）中的折射率并不相同这一知识点比较抽象和陌生（3）学生对于光的颜色由什么物理量决定这一知识点也没有明确的认识，甚至还会因为“不同颜色的光，
3、波长不同”这句话没有理解到位而产生错误认识,薄膜干涉对学生来说是一个难点，主要问题就在于：（1）薄膜很薄，学生不会主动关注到薄膜厚度会由于重力作用而由上到下逐渐变厚（2）由于膜很薄，再加上平时生活中的习惯说法“一层膜”，学生不容易想到一层膜有两个面，两个面都会反射，从而不容易找到相干光源（3）在哪里观察现象学生也不是很明确,2、其他方面：,学生实验是愿意做的，主要现象也是能观察到的，但细节问题不够关注，语言表达不够到位，内因的分析需要老师的引领，抽象思维的能力有限，需进一步培养,四、学法和教法指导,利用太阳光经过三棱镜后变成彩色条纹这个实验，请学生观察实验现象，并表述实验现象，激发学生通过实验
4、现象了解物理知识的兴趣,利用太阳光和喷水壶把学生觉得很神奇的彩虹引到学生身边，创设学生熟悉而又感兴趣的学习情境，并设疑：彩虹是怎样产生的呢？引入新课,利用不同颜色的滤色纸演示不同的单色光通过同一三棱镜的偏折情况，由实验现象引导学生分析得出：（1）白光由多种单色光组成（2）色散现象的定义（3）在同一种物质中，不同颜色的光折射率不同，因而波长也不同，波速也不同，但频率不变，光的颜色由光的频率决定（4）产生这种色散现象的原因是由于不同单色光在同一介质中的折射率不相同，是由光的折射引起的,撤去滤色纸，实验展示太阳光经过三棱镜后的各种光排列的顺序图，请学生说出各种光的排列顺序，再通过课件展示书上的图13
5、.4-1，告诉学生这就是太阳光谱,在此基础上请学生回答产生彩虹的原因就是轻而易举的事情了,为了维持学生进一步深入学习的兴趣，通过图片让学生意识到这些现象就在我们周围，我们非常熟悉，有必要了解，再加上巨大型泡泡的图片，学生觉得很神奇，学生的非智力因素完全被调动起来，这时老师再加上 一句：这个巨大型泡泡上也有彩色条纹，这些彩色条纹是怎样形成的呢？学生情绪高涨，会有进一步探索的欲望，这时再请学生做分组实验，学生会很乐意并且会去思考：这是怎么回事？,老师通过展示水滴的图片引导学生：（1）水滴为什么上面薄下面厚？（2）那薄膜竖在空气中呢？（3）这个空气膜有几个面？随着这两个问题的解决虽然学生观察不到，但
6、是他已经能想象出来膜的形状了，老师再在黑板上板画出膜的形状，进一步强化,这是老师提出：当有一束光从空气中照射到这个膜上时，会怎样呢？,学生会想到在两个介质的交界面上会发生反射和折射，从而找到相干光源，自然就解决了薄膜干涉的难点，理解了薄膜中的色散是由光的干涉引起的,在上面一系列分析的基础上，再引导学生分析薄膜干涉的应用增透膜和利用光的干涉检查表面的平整度就是水到渠成的事情了。学生自然会去找膜的两个表面，会去考虑膜的厚度,有关增透膜的分析，我是事先布置给对摄影感兴趣的学生的，课堂上这部分内容完全交由学生分析和讲解，如果学生有分析得不到位的，或有一些错误认识时，老师再加以干预,对于“利用光的干涉检
7、查表面的平整度”我通常采用小组合作学习的方法，交由学生自主学习，然后再请小组代表发言，其他小组和同学加以补充、完善或纠错，老师根据学生讨论情况加以适当的干预,最后，利用这样一个问题“在我们的生活中，在我们的周围还有其他色散现象吗？”把课内的学习延续到课外,五、教学过程,一、回顾与思考：,1、产生光的干涉现象的条件？,2、如图所示，是不同的单色光经同一双缝后产生的干涉条纹，这告诉我们什么？,3、如果用白光做双缝干涉实验，你将观察到什么现象？为什么？,二、引入：,演示实验：在教室的门口或窗口有阳光的地方用喷水壶喷细小的水雾，学生会很惊奇的看到彩虹,问：彩虹是怎样形成的呢？带着这个问题我们来探究光的
8、颜色 色散,三、新课进行：,演示实验：就在教室的门口或窗口，让太阳光照射到三棱镜上，经过折射后的光打到教室的墙上,现象：白光经三棱镜后变成了按一定顺序排列的七色光,问：说明了什么？,演示：在三棱镜前面放上不同的滤色纸，请学生观察有没有光？不同色光的偏折位置是否相同？老师在演示的同时用不同颜色的记号笔把各种单色光经三棱镜折射后的位置记录下来,问：刚才我们观察到白光经过三棱镜后变成了按一定顺序排列的七色光说明了什么,学生回答：（1）白光是由多种单色光组成的（2）不同颜色的单色光在同一介质中的偏折程度不同，（老师引导一下：偏折程度用什么物理量描述呢？）即折射率不同（3）单色光经过三棱镜后颜色不变,由
9、第一个现象，老师讲述：物理上把含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散现象,请学生看书，了解各种光在真空中的波长和频率,再请学生观察彩色条纹告诉学生物理上把各种色光按其波长有序排列，叫做光谱,请学生看书，告诉学生图13.4-1是太阳光的光谱,告诉学生，光的颜色由光的频率决定，与介质无关,板书设计：,4 光的颜色 色散,一、光的色散：,1、定义：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,2、白光是由多种色光组成的,3、光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长有序排列，就是光谱,4、太阳光谱,5、光的颜色由光的频率决定，和介质无关,针对第二个实验现象，老师引导：折射率不同，
10、会导致描述光的那些物理量不同呢？,学生利用公式n=c/v，分析得出：折射率不同导致光的传播速度不同,老师请学生看书上的折射率的表格,引导学生进一步得出：在同一介质中，波长越短，传播速度越慢,问题：白光经三棱镜后产生色散现象的原因是什么？,学生讨论后总结：白光由多种单色光组成，不同的单色光在同一介质中的折射率不同，从而使各种色光被分解,问题：产生彩虹的原因是什么？,学生讨论后总结：白光由多种单色光组成，不同的单色光在同一介质中的折射率不同，从而使各种色光被分解,二、折射时的色散,2、在同一种物质中，不同颜色的光的折射率不同，红光的最小，紫光的最大,3、在同一物质中，不同颜色的光的传播速度不同，红
11、光的最快，紫光的最小,4、折射时产生色散现象的原因不同色光在同一物质中的折射率不同,1、光通过三棱镜后将向它的横截面的底边方向偏折,请同学们重新思考“反馈与思考”中提出的问题：,如果用白光做双缝干涉实验，你将观察到什么现象？为什么？,学生回答：彩色条纹，因为白光由不同色光组成，不同色光通过同一双缝产生的干涉条纹宽度不同，被分解为单色光,老师展示白光的双缝干涉条纹,再请学生观察得出结论,三、双缝干涉中的色散,1、白光双缝干涉条纹特点：,a.彩色条纹b.中央明条纹是白色的,2、原因不同色光通过同一双缝的干涉条纹宽度不同,提问：刚才的两个实验我们观察到的现象都叫色散现象，还有没有其他色散现象呢？,如
12、何解释这些色散现象呢？,分组实验：利用圆环和肥皂水观察肥皂膜上的彩色条纹提出问题：为什么在肥皂膜的上端会产生彩色条纹呢？请学生带着以下问题互相讨论,1、正要离开水龙头的水滴的形状是怎样的?为什么?,2、竖在空中的薄膜上下厚度相同吗?应该是怎样的?,3、薄膜有前后两个面,当光遇到前后两个面时都会发生什么现象?,4、两列反射光在空中相遇时会怎样?,5、在哪个方向观察到彩色条纹？条纹有什么特点？,老师通过课件形象的展示一列光波遇到第一个面时有一部分被反射还有一部分继续往前传播，当遇到第二个面时再一次被反射，两列反射光在空中相互叠加，发生干涉，在某些位置互相加强，在某些位置互相消弱，而不同的单色光加强
13、和消弱的位置不同，于是就出现了彩色条纹，物理上把这种现象叫做薄膜干涉,油膜也是一样的道理,四、薄膜干涉中的色散,1、定义：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉。,2、原因:由于薄膜的厚度不同，这两列白光的路程差不同，使不同色光互相加强的位置不同，从而看到干涉条纹，产生色散现象,出示照相机镜头,请学生观察你看到的照相机镜头的颜色,为什么?,这一部分完全可以事先布置给热爱摄影的学生准备，上课由这些学生给其他学生介绍相关的知识,并解答其他同学的疑问,薄膜干涉的应用（一）增透膜,镀层薄膜,在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜，当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路
14、程度恰好等于半个波长，因而互相抵，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。,人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈蓝紫色。当然现在还有镀多层膜的镜头,老师要关注这样几点：（1）增透膜是利用反射光互相抵消，从而增加了透射光的强度（2）不同色光的波长是不相同的，而增透膜的厚度只能是某种色光的波长的1/4，所以增透膜只能增加某种色光的透射强度（3）人眼一般对绿光比较敏感，所以增透膜的厚度一般是绿光波长的1/4（4）除照相机镜头用到增透膜外,望远镜、双筒显微镜、眼镜、航天光学仪器上也都镀有增透膜,再通过合作学
15、习分组讨论书上P58的科学漫步“利用光的干涉检查平整度”的问题。在这个问题上我个人认为学生只要认识到同一明条纹（暗条纹）出现在膜的厚度相等的地方，当有凸凹的时候膜的厚度发生了变化，自然条纹也就发生了变化,薄膜干涉的应用（二）检验表面的平整度,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,标准样板,待检部件,空气薄层,学生汇报时老师可以用这个课件形象的展示,如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）所示；如果观察到的干涉条纹如
16、图（c）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。,注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度,为了增加学生的兴趣还可以让学生分组做这样的实验：,另一种实现光的干涉装置牛顿环实验：,在我们的生活中，在我们的周围还有其他色散现象吗？,四、薄膜干涉中的色散,1、定义：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉。,2、原因:由于薄膜的厚度不同，这两列白光的路程差不同，使不同色光互相加强的位置不同，从而看到干涉条纹，产生色散现象,3、应用：（1）增透
17、膜（2）检验表面的平整度,小结,光的色散,1、色散的定义：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。,4、薄膜干涉中的色散,现象、原理、应用,2、折射时的色散,现象、原理,3、双缝干涉中的色散现象,现象、原理,1、下列现象属于薄膜干涉的有:（）A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹;B.雨后天空中呈现的彩虹;C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。,五、反馈练习,2、已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（）A在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大 B以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大 C从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大 D用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大,作业布置：寻找身边的色散现象,希望留下宝贵意见,谢谢,
