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。
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。让在自由的气氛中自主愉快地,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发展,我们必须进一步更新教学内容与,大力开展以创新精神为核心的素质,全面提高的质量和水平。
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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
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。
实验法、讲授法、练习法与讨论法。
多媒体教学、实验教学
激光演示仪一套、三棱镜、光源
教学环节
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)
(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、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
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。
"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
高中历史,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,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)
练习:
1、如图所示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.
7 B、1.8 C、1.5 D、1.36
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
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