最早认识光的色散现象

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1、最早认识光的色散现象    中国人在公元10世纪，把经日光照射以后的天然透明晶体叫做“五光石”或“放光石”，认识到“就日照之，成五色如虹霓”。这是世界上对光的色散现象的最早认识。它表明人们已经对光的色散现象从神秘中解放出来，知道它是一种自然现象，这是对光的认识的一大进步。比牛顿通过三棱镜把日光分成七色，说明白光是由这七色光复合而成的认识早了七百年。第四节光的色散［教学目的］：1、明确棱镜是利用光的反射及折射规律来改变和控制光路的光学仪器。1）棱镜可以改变光的传播方向，出射光线向底面偏折。2）全反射棱镜可以控制光路。3）物体通过棱镜能成正立的虚像，且虚像偏向顶角。2、了解光的色散现象及同一媒

2、质对不同色光折射率不同。[教学重点]：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。[教学难点]：光的色散现象及同一媒质对不同色光折射率不同。[教学方法]：实验法、讲授法、练习法与讨论法。[教学仪器]：激光演示仪一套、三棱镜、光源［教学过程］一、复习提问1、什么叫光的折射？折射率的意义是什么？答：折射率是反映光线偏折程度的物理量。N=c/v=sini/sinr2、产生全反射的条件是什么？什么是临界角？答：产生全反射的条件是从光密媒质进入光疏媒质且入射角大于临界角；由媒质的折射率确定（利用多媒体模拟实验），c=arcsin1/n。３、什么是复色光，什么是单色光？二、引入新课这节课我们共

3、同讨论一种利用光的反射及折射规律来控制和改变光路的光学仪器——棱镜。棱镜的形状各不相同，横截面有的是长方形，有的是圆形，有的是三角形，光学上常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜，简称为棱镜三、讲授新课（一）、通过棱镜的光线１、明显地向着棱镜的底边偏折——来改变光的传播方向。（演示实验）让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，可以看到，光线通过棱镜，从另一个侧面射出来时，方向发生了明显的变化：光线向棱镜的底面偏折。为什么会这样呢？我们利用光的折射定律就可以得到结论。（学生课堂练习）做图（１）和图（２）两题。结论：光线在棱镜的两个侧面上发生折射时，两次向底边偏面的缘故。注意顶角和底面的相对关系

4、。如果将该棱镜放入折射率较大的媒质中，折射光线如何偏折？光线将向顶角偏折，关于棱镜对光线的偏折作用我们不能死记注结论，而应从光的折射定律出发来分析。如果隔着棱镜看一个物体，就可以看到物体的像。例如：将一个物点S放在棱镜前，从物点发出的两条光线经棱镜折射后射出，我们根据光沿直线传播的经验，认为光线是从它们的反向延长线的交点S射出的，S'就是S在棱镜中所成的像。这个虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移，物像同侧。确定像的位置，关键还是折射定律。（二）、全反射棱镜下面我们介绍一种横截面是等腰三角形的棱镜。设该玻璃的临界角为420。当光线垂直一条直角边或垂直斜边进入棱镜时，将会得到什么现象？（

5、学生课堂练习，做图3和图4两题。（多媒体模拟）两个直角边AB和BC代表了棱镜上两个互相垂直的镜面，当光垂直AB面进入棱镜到达AC面时发生全反射，（因为此时入射角为45０，而光从玻璃到空气的临界角为42０），光线沿垂直于BC方向射出，光线的方向改变了900。如果光线垂于AC面进入棱镜，光线将在AB面上发生全反射，射到BC上，再在BC面上发生全反射，最后垂直于AC面射出棱镜，光线的方向改变了1800。结论：我们把这种能够对光实行全反射的棱镜叫做全反射棱镜。其作用控制光的传播方向。思考：这两种全反射棱镜改变光路和什么相同？全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的。但是，通常用的平面镜有两个

6、面，正面是玻璃，背面镀有一层银膜，当光射到平面镜上时其两个表面表面都要发生反射，而且镀银的表面不能使光全部反射，大约10％的光被吸收掉，会使光线和所成的像模糊些，因此，在实际应用中全反射棱镜优于平面反射镜。3、应用：潜望镜（如图所示）（三）、色散白光三棱镜１、（演示实验）一束白光（复色光）通过红棱镜三棱镜后会发生色散，形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光带，这个光带叫光谱。紫棱镜２、光谱（按一定顺序排列的彩色光带）（多媒体模拟）让学生观察思考几个问题：1）、各色光是怎样排列的？2）、各色光偏向角关系如何？3）、同一媒质对不同色光的折射率大小关系如何？4）、不同色光在同一媒质中的速率

7、大小关系如何？３、说明：同一媒质对不同色光折射率不同。光屏上形成的彩色光带，说明各种色光通过棱镜后的偏折角度不同，红光在最上端，红光的偏折角最小，棱镜对红光的折射率最小；紫光的偏折角最大，棱镜材料对紫光的折射率最大，n红v紫。各种色光在真空中的传播速度一样，都是c，由公式n=c/v，因折射率不同，它们在同一媒质中的速度不同。红光的折射率最小，红光在媒质中的速度比其