13．光的干预一、教学目标1、知识与技能（1）认识光的干预现象及产生光干预的条件．（2）理解光的干预条纹形成原理，认识干预条纹的特征．2、过程与方法（1）通过观察实验，培养学生对物理现象的观察、表述、概括能力．（2）通过观察实验培养学生观察、表述物理现象，概括其规律特征的能力，学生亲自做实验培养学生动手的实践能力．二、教学重点与难点分析：（1）波的干预条件，相干光源．（2）如何用波动说来说明明暗相间的干预条纹，怎么会出现时间上是稳定的，空间上存在着（3）加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”．三、教学过程：1、从红光到紫光频率是如何变化的？频率由谁决定？（1）从红光到紫光的频率关系为：υ紫>………>υ红（2）频率由光源决定与传播介质无关。（由光源的发光方式决定）2、在真空中，从红光到紫光波长是如何变化的？3、任一单色光从真空进入某一介质时，波长、光速、频率各如何变化？（1）当光从真空进入介质或从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化。即光的的颜色不发生改变。（2）当光从真空进入介质后，传播速度将变小（当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断传播速度的变化？）（3）（当光从一种介质进入另一种介质后，又如何判断波长的变化？）例1、已知介质对某单色光的临界角为θ，那么( )A.该介质对此单色光的折射率等于1/sinθB.此单色光在该介质中的传播速度等于csinθ倍(c是真空中的光速)C.此单色光在该介质中的波长是在真空中的波长的sinθ倍D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的1/sinθ倍4、在同一介质中，从红光到紫光波长、速度大小间的关系如何？（1）在同一种介质中，频率小的传播速度大（2）在同一种介质中，频率小的波长大（这一点与真空中的规律一样）5、产生稳定干预现象的条件是什么？频率相同、振动方向相同、相差保持恒定。6、日常生活中为何不易看到光的干预现象？对机械波来说容易满足相干条件，对光来讲就困难的多。这与光源的发光机理有关。利用普通光源获得相关光的方法是把一列光波设法分成两局部进展叠加发生干预。7、杨氏双缝干预图样的特点有那些？（1）单色光为等间隔明暗相间的条纹。（明暗条纹的宽度相同）（2）相同双缝时，频率越大纹越窄。（3）白光干预图样为彩色，中央亮纹为白色。5/5\n注意；与单缝衍射图样进展比照。8、如何解释白光杨氏双缝干预图样是彩色的这一现象？（如何解释紫光的杨氏双缝干预条纹比红光窄这一现象？例1、用红光做双缝干预实验，在屏上观察到干预条纹.在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，那么干预条纹间距将变_____，如果改用白光做实验，在屏上将出现_____色条纹.例2、用单色光做双缝干预实验，以下说法中正确的选项是( )A.相邻干预条纹之间的距离相等B.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍C.屏与双缝之间距离减小，那么屏上条纹间距增大D.在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距10、薄膜干预是指哪两列光波的叠加？薄膜上下外表的反射光。干预条纹出现在被照面上11、如何理解等厚干预的“厚”字？（1）由于膜很薄所以上下外表叠加反射光的光程差为所在处膜厚的2倍。（2）厚度相同各点光程差相同，干预纹的亮度相同。（同一条纹下方膜的厚度相同）（3）在膜的一个外表为平面的前提下，如果纹是等间隔直纹，说明膜的另一外表是平面；如果局部出现弯曲，说明弯曲处面不平。例1、如图4-4所示，竖直的肥皂液膜的横截面，右侧受到一束平行光的照射，关于肥皂液膜产生干预条纹的说法正确的选项是( )A.在右侧观察到的干预条纹是由光线在肥皂液薄膜左右两个外表反射的两列波迭加生成的B.在左侧也能观察到类似的条纹C.观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色彩相间的D.观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的12、为什么照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色？为了增加通光量，在镜头上镀上了增透膜的缘故。因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的厚度为绿光的1/4。以增大绿光的透射强度。因为红光与紫光反射强度大，所以镜头的颜色常呈淡紫色或蓝色。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，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃外表上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃外表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，那么所镀薄膜的厚度最小应为( )A.λ/8B.λ/4C.λ/4D.λ12．4光的色散教学课题光的色散备课时间5/5\n教学课型新课课时1课时授课时间教学目标知识目标1. 知道光的色散现象2. 知道白光由不同的色光组成3. 知道同一介质对不同的色光折射本领不同4. 知道白光通过三棱镜折射后，色散光谱的七色排列顺序5. 初步了解彩虹的成因6. 知道光的三原色7. 知道透明物体、不透明物体的颜色8.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。棱镜可以改变光的传播方向，出射光线向底面偏折。能力目标颜色之谜”科技系列活动内容丰富、充实，实验新颖，饶有趣味。让学生在自由的气氛中自主愉快地学习，充分发挥创新精神，开发科学潜能，培养动手技能，加深科学概念，提高科学素质。德育目标为了我国下个世纪的长远开展，我们必须进一步更新教学内容与方法，大力开展以创新精神为核心的素质教育，全面提高教育的质量和水平。 “教学重点1.光的色散现象及原因（不同的单色光对同一种介质的折射率不同）2.白光通过三棱镜折射后，色散光谱的七色排列顺序3.知道光的三原色教学难点知道透明物体、不透明物体的颜色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。教学手段多媒体教学、实验教学教学用具激光演示仪一套、三棱镜、光源教学环节导言演示实验:一束白光（复色光）通过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。(按一定顺序排列的彩色光带）新课教学（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。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，我们根据光沿直线传播的经历，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、光的色散：（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<n紫。４、不同色光在媒质中（真空除外）的速度不同，v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它色光中大。5/5\n “彩虹”是常见的一种色散现象，形成的原因是太阳光被悬在空中的许多小水珠色散而形成了彩色光带。光的颜色红橙黄绿蓝靛紫偏向角小大折射率较小较大在媒质中的光速较大较小单色光 单色光：严格说，单色光是指只有一个频率或波长的光；实际上频率范围很窄的光，就可认为是单色光。利用单色光源（如气体放电，激光器）、滤光器或根据分光原理制成的单色器可以获得各种纯度的单色光。 复色光 复色光：亦称“复合光”。包含多种频率的光，例如太阳光、弧光等。 三原色 红、绿、蓝叫做色光的三原色，利用这三种色光可以混合出不同的色彩来。彩色电视就是利用色光的混合调出各种色彩来的。彩色电视机的荧光屏上有很多微小的格子，分别涂有能发出红、绿、蓝色光的物质，当三束电子流分别打到这三种物质上时，就发出红、绿、蓝色的光，这三束电子流的强弱分别影响着这三种色光的强弱，由此混合出绚丽多彩的各种色彩。看电视时，如果用放大镜观察电视机的荧光屏，就能看到屏上红、绿、蓝的光点。画家用颜料调出各种颜色的道理与上面所讲的色光的混合不同，颜料的三原色是红、黄、蓝，这三种颜料按一定比例混合，能调出各种不同的颜色来（见彩图）。这是因为每种颜色的颜料，在阳光照射下，除了反射跟它相同的色光以外，还反射一些其他的色光，例如黄颜料除了反射黄光，还反射橙光和绿光，同时吸收其他色光；蓝颜料除了反射蓝光，还反射绿光，同时吸收其他色光；这两种颜料混合在一起，就反射绿光，混合颜料就呈绿色了。三、全反射棱镜（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面，正面是玻璃，反面镀有一层银膜，当光射到平面镜上时其两个外表外表都要发生反射，而且镀银的外表不能使光全部反射，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（如以下图）练习：1、如以下图的三角形为等腰直角三棱镜，光线垂直一个面入射，在底面上发生全反射。由此看出构成棱镜的媒质的折射率不可能是：――――――――［ ］Ａ、1.7Ｂ、1.8Ｃ、1.5 Ｄ、1.36 小结总结（回到教学目标，由学生总结）如果光从真空或空气射向三棱镜的一个侧面，可能产生的现象是：1）通过两次折射，出射光线向底面偏折；2）通过三棱镜成正立的虚像，像与物在棱镜同侧，而且偏向顶角；3）利用全反射棱镜可以控制光路。4）白光通过三棱镜发生色散，在光屏上形成光谱，排列顺序为红、橙、黄、绿、兰、靛、紫。5/5\n5/5
