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

2、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

3、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

4、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。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

5、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？（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

6、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

7、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大小关系如何？３、说明：同一媒质对不

8、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