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1、第四节 光的色散,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第四节,课前自主学案,目标概览,目标概览,学习目标：1.理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的原理 2理解全反射棱镜产生全反射的原理，知道全反射棱镜的应用 3知道光的色散现象及产生原因 重点难点：1.棱镜对光线的控制作用 2介质的折射率与光的频率的关系,课前自主学案,一、平行玻璃板 光线在两个界面上发生两次折射，出射光线发生了侧移，光束性质不变如图1941所示,图1941,二、棱镜 横截面为三角形的三棱镜简称为棱镜棱镜可以改变光的传播方向，还可以使光发生_,色散,图1942,三、光的色散 白光经过三棱镜后，透射光线在屏上形成按_的
2、顺序排列的彩色光谱，这种现象就叫做光的色散，如图1942所示,红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,核心要点突破,一、棱镜的色散作用 1色散的实质是由于同一介质对不同色光的折射率不同而引起的，因此不同色光的偏折角不同所以白光通过三棱镜后，射出的光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光如图1943所示,图1943,二、棱镜对光线的偏折作用 如图1943所示，单色光射到三棱镜后，射出的光线偏向三棱镜底边，我们把出射光线与入射光线间的夹角叫偏向角偏向角的大小与棱镜的材料、棱镜的形状及入射角的大小有关棱镜材料的折射率相对周围介质的折射率越大，偏向角越大,特别提醒：(1)三棱镜材料的折射率大于周围介质的折射率
3、时，如图1944甲所示，在AB界面处由光疏介质进入光密介质，光线向法线靠近；在AC界面处由光密介质进入光疏介质，光线远离法线在两界面处，光线都向底边BC偏折当棱镜材料的折射率小于周围介质的折射率时，例如用薄玻璃制成的“空心”棱镜放在水中，则光线向顶角方向偏折如图乙所示,图1944,(2)对一般棱镜而言，透过棱镜看物体，会看到物体的虚像，且虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移，如图丙所示,三、全反射棱镜 1横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜全反射棱镜是一种特殊的棱镜将玻璃材料制成的全反射棱镜放在空气中，当光线垂直于棱镜截面的直角边入射时，经棱镜全反射后能偏转90(如图1945甲)如果光
4、线垂直于棱镜横截面的斜边入射，则经棱镜全反射后能沿着与入射时相反的方向从斜边射出，反射光线较入射光线方向改变180(如图乙)直角棱镜还能将平行光的位置转换(如图丙),图1945,2全反射棱镜和平面镜在改变光路上效果相同，但一些精密光学仪器都用全反射棱镜代替平面镜，这是因为平面镜的玻璃表面和镀膜(玻璃后所涂镀银薄层)表面都反射光，会使成像模糊，且镀膜还要吸收一定的光能(大约10%)，而全反射棱镜能把入射光的能量全部反射出去，成像质量也比平面镜好,课堂互动讲练,图1946,图1947,【答案】 60 【点评】 几何光学的最大特点是几何知识在其中的应用，规范作图是正确解题的前提，只有规范作图才能顺利
5、找出边角关系,变式训练1 在图1948所示的四个方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰直角三角形，光线1、2所表示的是入射光束，光束经此棱镜后相应的出射光线是1、2，则图中四种情形中哪些是可能实现的( ),图1948,解析：选ABC.根据此棱镜截面为等腰直角三角形的特点，可做光路图如下图所示，分析选项A、B、C是可能的,(2011年深圳模拟)如图1949所示，MN是暗室墙上的一把直尺，一束宽度为a的平行白光垂直射向MN，现将一横截面积是直角三角形(顶角A为30)的玻璃三棱镜放在图中虚线位置，且使截面的直角边AB与MN平行，则放上三棱镜后，射到直尺上的光将( ) A被照亮部
6、分的宽度不变 B被照亮部分下移 C上边缘呈紫色，下边缘呈红色 D上边缘呈红色，下边缘呈紫色,图1949,【解析】 由于白光是各种单色光组成的复色光，所以通过三棱镜后会发生色散现象，如图19410所示，分析红光和紫光通过棱镜后的光路图，从同一点出射的红光和紫光，紫光的折射角更大，从作图可以看出，被照亮部分向下移且宽度变大，其上边缘为红光，下边缘为紫光，因此，B、D正确,图19410,【答案】 BD 【点评】 (1)明确光的色散产生的原因是不同色光在同一种介质中的折射率不同，然后利用光路图进行分析，一般只须分析红光和紫光的折射情况即可 (2)分析光的色散现象，要掌握好折射率的应用及相关数学问题，必
7、要时进行准确作图，着重理解两点：各种色光的折射率的比较；分析光从介质射向空气的界面上是否会发生全反射，应用时还应注意联系折射率与光速的关系以及临界角公式,变式训练2 (2011年无锡调研)如图19411所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是( ) An1n2，a为红光，b为蓝光 Dn1n2，a为蓝光，b为红光,图19411,解析：选B.由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光，故B正确,(2011年高考福建卷) 如图 19412，半圆形玻璃砖置于光 屏PQ的
8、左下方一束白光沿半径 方向从A点射入玻璃砖，在O点发 生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( ),图19412,A减弱，紫光 B减弱，红光 C增强，紫光 D增强，红光,【答案】 C 【点评】 不同颜色的光在同一介质中传播的速度不同，折射率越大，速度越小，从介质射向空气时发生全反射的临界角越小 .,变式训练3 如图19413所示，一束白光从顶角为的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角1入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带在入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则( ) A红光最先消失，紫光最后消失 B紫光最先消失，红光最后消失 C紫光最先消失，黄光最后消失 D红光最先消失，黄光最后消失,图19413,知能优化训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按ESC键退出全屏播放,谢谢使用,