介质相同,折射角度相同的色散介质现象是怎么形成的

如图,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏上ab之间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是(  )A.a侧是红色_百度作业帮
如图,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏上ab之间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是(  )A.a侧是红色
如图,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏上ab之间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是(  )A.a侧是红色光,b侧是紫色光B.通过同一双缝干涉装置,a侧光所形成的干涉条纹间距比b侧光的大C.以相同的角度从某种介质射向空气若b侧光发生全反射,则a侧光也一定能发生全反射D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
A、由光路图可知,a光的偏折程度大于b光的偏折程度,所以a光的折射率大,可知a侧是紫色光,b侧是红色光.故A错误.B、a光的折射率大,频率大,波长小,根据双缝干涉的条纹间距公式△x=,得知a侧光的干涉条纹间距较小.故B错误.C、由全反射临界角公式sinC=可知,b侧光的折射率小,临界角大,则以相同的角度从某种介质射向空气若b侧光发生全反射,则a侧光也一定能发生全反射,故C正确.D、因为a侧光的频率大,折射率大,根据v=知,a侧光的传播速度较小.故D错误.故选:C.
本题考点:
光的折射定律.
问题解析:
根据光线的偏折程度比较出折射率的大小,从而确定色光的颜色.通过波长的大小,结合双缝干涉的条纹间距公式△x=,比较间距的大小.根据全反射临界角公式sinC=分析临界角的关系,产生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角,结合这个条件分析全反射现象.根据折射率的大小,结合v=比较在介质中的速度大小.为什么说光的色散现象中对同一种光的介质光的频率越高折射率越来越大?是有什么公式还是啥_百度作业帮
为什么说光的色散现象中对同一种光的介质光的频率越高折射率越来越大?是有什么公式还是啥
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频率*波长=3*10^8m/s波长越长折射越难,所以波长越长折射率越小,频率越大折射率越大色散_图文_百度文库
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&&第​二​课​时​ ​ ​光​的​折​射​ ​ ​全​反​射​ ​ ​色​散
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在光的色散实验中,那种颜色折射角度最偏?
在光的色散实验中,那种颜色折射角度最偏?
光波都有一定的频率,光的颜色是由光波的频率决定的,在可见光区域,红光频率最小,紫光的频率最大,各种频率的光在真空中传播的速度都相同,等于.但是不同频率的单色光,在介质中传播时由于受到介质的作用,传播速度都比在真空中的速度小,并且速度的大小互不相同.红光速度大,紫光的传播速度小,因此介质对红光的折射率小,对紫光的折率大.当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上,红光发生的偏折最少,它在光谱中处在靠近顶角的一端.紫光的频率大,在介质中的折射率大,在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端.下列有关光现象的说法中正确的是(  )A、泊松亮斑反映出光的粒子性B、光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C、在太阳光照射下,水面上的油膜出现彩色花纹是光的色散现象D、在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为黄光,则条纹间距变窄
光学是一门有悠久历史的学科,它的发展史可追溯到2000多年前.下列有关光的一些现象中说法正确的是(  )A、用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C、用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象D、电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的E、在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
(2011?丰台区二模)能说明光是一种横波的光学现象是(  )A.光的偏振现象B.光的干涉现象C.光的衍射现象D.光的色散现象
下列有关光现象的说法中正确的是(  )A.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是光的衍射造成的B.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为黄光,则条纹间距变窄C.夏天雨后的天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象D.光的偏振现象说明光是一种纵波
(四)知识拓展――虹霓的形成虹的形成雨后初霁,我们常常看见天上出现美丽的七色彩虹,虹是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴引起的比较复杂的折射和反射所造成的一种色散现象.如图19―46(a),假设太阳光水平射向一水珠,光线经两次折射和一次全反射后射出水珠.霓的形成经过了二次折射和二次全反射,如图19―46(b).虹和霓一般同时出现.但两者还是有区别的,不能混为一谈,虹霓有两个弓形彩带,内彩带较亮,其外圈是红色,内圈是紫色,称为虹;外彩带较暗,有时看不见.其颜色分布与虹恰好相反,即外紫内红,称为霓.&[用CAI课件展示虹霓的图景及形成过程]讲:夏天常常下雷阵雨,雨后半边天空露出了太阳,另外半边天空却仍有厚厚的云层.同时,夏天地面温度较高.蒸发很快,雨后天空还飘浮着水汽和小水滴.因此,当太阳光穿过云层中和空气中的小水滴时,就被折射出七色虹霓来.冬天大多是连绵不断的小雨.而且雨后太阳不会立即出现.同时,冬天气温较低.蒸发较慢,雨后天空中不会像夏天那样充满水汽和小水滴,故冬天不易出现虹霓.虹霓在地面上看起来是彩色的弧状,但在天空中看起来,却是彩色环状,异常美丽.有时当太阳靠近地平线时,在高山顶上也可以看到虹,如我国著名的风景区峨眉山的一大奇景――“峨眉佛光”,其成因与虹霓相似,宝光紫色在内、红色在外,圈中的“佛”实际上是由于日光从人的背后射来,把人的身体投影于云层上.三、小结[用CAI课件打出]1.横截面为三角形或梯形的透明体叫棱镜.2.光线通过棱镜后将向棱镜的底面偏折.[CAI课件再现]3.光的色散现象是指复色光分解为单色光的现象.[CAI课件再现]4.不同色光在真空中传播速度相同,在介质中传播速度不同,其中红光最快,紫光最慢.5.不同频率的光颜色不同,光从一种介质进入另一种介质颜色不变因而频率不变.6.不同色光对同一介质的折射率不同,红光最小,紫光最大.7.发生全反射的临界角红光最大,紫光最小,所以红光较不易发生全反射.四、布置作业1.课后自学阅读材料《全反射棱镜》并在课本上完成练习四第(2)题及第(4)题.2.计算红光和紫光在冕牌玻璃中的传播速度.(折射率参照课本)五、板书设计&&&第五节& 光的衍射●教学目标一、知识目标1.通过实验观察,让学生认识光的衍射现象,知道发生明显的光的衍射现象的条件,从而对光的波动性有进一步的认识.2.通常学习知道“几何光学”中所说的光沿直线传播是一种近似规律.二、能力目标1.通过讨论和对单缝衍射装置的观察,理解衍射条件的设计思想.2.在认真观察课堂演示实验和课外自己动手观察衍射现象的基础上,培养学生比较推理能力和抽象思维能力.三、德育目标通过“泊松亮斑”等科学小故事的学习,培养学生坚定的自信心、踏实勤奋的工作态度和科学研究品德.●教学重点单缝衍射实验和圆孔衍射实验的观察以及产生明显衍射现象的条件.●教学难点衍射条纹成因的初步说明.●教学方法1.通过机械波衍射现象类比推理,提出光的衍射实验观察设想.2.通过观察分析实验,归纳出产生明显衍射现象的条件以及衍射是光的波动性的表现.3.通过对比认识衍射条纹的特点及变化,加深对衍射图象的了解.●教学用具JGQ型氦氖激光器25台,衍射单缝(可调缝宽度),光屏、光栅衍射小圆孔板,两支铅笔(学生自备),日光灯(教室内一般都有),直径5 mm的自行车轴承用小钢珠,被磁化的钢针(吸小钢珠用),投影仪(本节课在光学实验室进行).●课时安排1课时●教学过程一、引入新课复习水波的衍射[投影水波衍射图片(试验修订本第二册P14图10―26,10―27)][师]请大家看这几幅图片,回忆一下相关内容,回答下面两个问题:1.什么是波的衍射?2.图10―27中哪一幅衍射现象最明显?说明原因.[生1](议论后,一人发言)波能绕过障碍物的现象叫波的衍射.图10―27中丙图衍射最明显,因为这里的孔宽度最小.[师]前一个问题回答得很好,后一个问题有没有同学还有其他看法?[生2]我认为丙图中孔的尺寸虽然是最小,但不一定就是发生明显衍射现象的原因,我们应该用它跟波长比.[师]很好,大家一起来说说发生明显衍射现象的条件是什么?[生总结]障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.二、新课引入(一)光的衍射实验[师]通过上一节课光的干涉的学习,我们知道光是具有波动性的,光既然是一种波,那么在传播过程中也应该具有衍射的现象,大家有没有见过光的衍射现象呢?能举出例子吗?(学生讨论后,一致认为,光波也应有衍射本领,但无法举出例子)[师]根据我们刚才复习的明显衍射现象的条件,大家说说看,为什么平时我们不易观察到光的衍射?[生]可能是因为光波波长很短,而平常我们遇到的障碍物或孔的尺寸比较大,所以不易观察到光的衍射现象.[师]很有道理,大家来想想办法解决这一问题.(学生讨论,设计出多种实验观察方案,绝大部分着眼于发生明显衍射现象的条件,教师加以肯定鼓励)[实验观察]安排学生根据上面的设想,自制单缝和小孔.1.用单缝观察日光灯光源.2.用小孔观察单色点光源.[师]请大家认真观察,然后告诉我你看到的现象.(学生回答基本上有两类现象,一是观察到了单一的一条亮线或一个圆形亮点,二是观察到比较模糊的明暗相间的线状或环状条纹)[师]大家做得很认真,有几位同学已成功地观察到了光的衍射现象,现在我们再用更好的装置来一起观察一下光的衍射现象.[教师演示]在不透明的屏上装有一个宽度可以调节的单缝,用氦氖激光器照射单缝,在缝后适当距离处放一光屏,如右图20―19所示.&调节单缝宽度演示,得出下列结果.缝宽较宽较窄很窄极窄关闭屏上现象一条较宽亮线一条较窄亮线亮线变宽、变暗并出现明暗相间条纹明暗条纹清晰、细小条纹消失[师]请大家将我们的实验结果与课本图20―8的几幅照片比较,总结一下光要发生明显的衍射应满足什么条件.[生]当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时,光偏离了直线传播方向,发生了明显的衍射.(二)光的衍射现象[师]大家通过实验观察看到,光在传播过程中能离开直线绕过障碍物到达阴影里去,这一现象叫做光的衍射现象.衍射时产生的明暗条纹叫做衍射图样.其实,不仅单缝,还有圆孔,多条平行狭缝以及各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射.同机械波的衍射一样,光发生明显衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还小.[师]下面我们再来观察一下圆孔和光栅的衍射现象.(教师演示,将单缝分别换成圆孔和光栅,可以在屏上观察到清楚的明暗相间的圆环和清晰的明暗相间的条纹.)[师]同学们已经注意到,在衍射现象中,常有一些亮线和暗线,据此大家来猜猜原因.[生]在干涉现象中我们也观察到明暗相间的条纹,我想这里的道理应该跟在干涉现象中差不多.[师]猜想有道理.其实在光的衍射现象中,来自单缝或圆孔上不同位置的光,到光屏处的路程差满足一定的特点,叠加时加强或减弱,形成明暗相间的条纹,这确实跟光的干涉原理是相似的,大家再考虑一下,如果用白光做衍射实验,条纹会怎样呢?[生]条纹应该是彩色的,因为不同色光波长不同,在叠加时形成条纹位置也不一样,叠合时形成彩色.[师]回答得非常好,大家明白了吗?[生]明白.(教师指导学生用两支铅笔并拢观察日光灯衍射条纹)(三)光的衍射现象证明光具有波动性[师]在光的本性认识的历史上有过一个“泊松亮斑”的故事,请大家来读一读.(学生阅读课文后的“阅读材料”)[师]大家想不想看看这个亮斑?[生]想.(教师演示,用被磁化的钢针吸一粒钢珠,悬起,使激光束与钢珠球心在同一直线上,图20―20就能在屏上观察到钢珠暗影中心有一亮斑,即泊松亮斑.)&[师]著名数学家泊松根据物理学家菲涅耳提出的波动理论推算出圆板阴影的中心应该是一个亮斑,想借此驳倒菲涅耳的波动理论,菲涅耳与阿拉果接受了泊松的挑战,通过多次实验,发现圆板中心确有一个亮斑.这样“泊松亮斑”实验就成了光的波动理论的精彩验证.大家从这个故事得到什么启发.[生1]实验对物理研究有重要作用.[生2]遇到别人的责疑,要冷静面对,不要轻易放弃自己的立场或观点.[生3]科学要坚持真理,实事求是.(学生的回答很全面,教师要及时肯定鼓励)(四)光的衍射图样[师]除了前面实验观察到的衍射图样外,课本还为我们提供了一些,请大家认真研究和比较,总结它们各自的特点.(指导学生阅读课本图20―10以及首页彩图2,并讨论干涉、衍射图样的异同)[生]单色光的双缝干涉图样是等距的明暗相间的条纹,亮条纹强度向两边逐渐减弱且较慢,单色光的衍射图样中间一条亮纹较宽较亮,两边是对称的明暗相间的条纹,亮条纹强度向两边逐渐减弱且较快,白光单缝衍射条纹中间是白色的,两边是减弱很快的彩色条纹.[师]总结得很好.
三、小结(投影)&&&&&&四、布置作业1.课本练习二(1)(2)2.课后用太阳光作光源,想出一些办法观察衍射现象,描述现象并分析.五、板书设计光的衍射一、实验& 自制障碍物观察光能发生衍射现象单缝衍射现象(投影)圆孔衍射光发生明显衍射的条件(投影)二、光的衍射现象进一步证明光具有波动性三、光的衍射图样双缝干涉图样特点:等间距、明暗相间、强度向两边渐弱单缝衍射图象特点:中间较宽较亮,向两边对称渐暗&第六节& 光的偏振●教学目标一、知识目标1.通过实验,认识振动中的偏振现象,知道只有横波有偏振现象.2.了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波.3.了解日常见到的光多数是偏振光,了解偏振光在生产生活中的一些应用.二、能力目标1.通过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法.2.通过对光的偏振应用的学习,提高应用知识解决实际问题的能力.三、德育目标通过课外活动观察光的偏振现象培养学生联系实际学习物理的观念和习惯.●教学重点光的偏振实验的观察和分析.●教学难点光振动与自然光和偏振光的联系.●教学方法通过实验现象使学生认清机械波中横波的偏振现象,再通过机械波与光波的类比,实现轻松过渡,形成概念明确规律,并在应用中深化知识的理解.●教学用具柔软的长绳一根,带有狭缝的木板两块,细软的弹簧一根,电气石晶体薄片或人造偏振片两片,投影仪.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课(一)复习横波和纵波的概念[师]请同学们回忆一下机械波一节内容,举例说说什么是横波?什么是纵波?[生]振动方向和传播方向垂直的波叫横波,抖动水平软绳时产生的波就是横波,振动方向和传播方向一致的波叫纵波,像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波.[师]通过前几节课的学习,我们知道光具有波动性,那么光波究竟是横波还是纵波呢?我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波.(二)偏振现象[演示一]介绍课本图20―17装置,教师演示,引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况,看波能否通过狭缝传到木板的另一侧.[师]请一位同学来表述一下看到的现象.[生]对绳上形成的横波,当狭缝与振动方向一致时,波不受阻碍,能通过狭缝,而当狭缝与振动方向垂直时,波被狭缝挡住,不能通过狭缝传到木板另一端,对弹簧上形成的纵波,无论狭缝怎样放置,弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧.[师]表达得不错,还有同学要补充吗?[生]在绳上横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时,有部分振动能通过狭缝.[师]很好.横波的这种现象称为偏振现象,大家看到,纵波不会发生偏振现象,根据是否能发生偏振,我们可以判断一个机械波是横波还是纵波.虽然这种方法对判断机械波并非必要,但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波.二、新课教学(一)光的偏振[演示二](教师介绍装置,强调起偏器P和检偏器Q的作用,演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化)[师]请大家看这个薄片,它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似,它上面有一个特殊的方向称透振方向,只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片,下面请大家认真观察.[现象1]用一个起偏器观察自然光,偏振片是透明的,以光的传播方向为轴旋转P时,透射光强度不变.[投影][师]同学们能由此得到什么结论吗?[生]光是纵波.[师]怎么得到这个结论的呢?[生]与前面纵波实验类比得到的.[师]大家有没有考虑过假如波是横波而且沿各个方向都有振动的情况呢?(学生默然,教师继续演示)[现象2]加上检偏器Q,当Q的透振方向与P的透振方向一致时,透射光强度最大.[投影][现象3]以光传播方向为轴旋转时,透射光强度减弱.当Q与P透振方向垂直时,屏上最暗,光强几乎为零. [投影][师]现在大家能判断光是横波还是纵波了吗?[生]能,是横波.[师]那现象1是怎么回事呢?原来,我们这里用的太阳光源包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且各个方向振动的光波强度都相同,这种光叫自然光.通过起偏器后,这种光就成了偏振光,它只能沿某一特定方向振动.[师]哪位同学能来解释刚才我们看到的三个现象呢?(学生基本上能根据与机械波类比解释实验现象,并明确光是一种横波.)(二)光振动&[师](投影右图)光是电磁波,从上图我们看到电场强度E和磁感应强度B的振动方向都与电磁波的传播方向垂直.而E的感光振动和生理作用是主要的,E的振动称为光振动,上面提到的阳光等自然光,光振动沿各个方向是均匀分布的,经过起偏器后光振动就只能沿透振方向振动成为偏振光.(三)光的偏振现象的应用[师]其实,除了从太阳、电灯这样一些从光源直接发出的光外,通常看到的绝大部分光都是偏振光,请大家看课本图20―20,在这里反射光和折射光都是偏振光,且两者偏振方向相互垂直.[投影]光的偏振现象的应用1.偏振滤光片2.车灯玻璃和挡风玻璃3.偏光眼镜(观看立体电影或立体电视)(引导学生分析这些应用的原理,鼓励学生从生产生活中查找偏振应用实例,条件许可还可教学生自制偏振片)三、小结(投影)
&&&&&四、布置作业1.什么是自然光?什么是偏振光?为什么说光是横波?2.阅读课后“阅读材料”《立体电影与偏振》五、板书设计光的偏振一、偏振现象实验1:
&&&&&&&&&&二、波的偏振实验2:甲:光能通过P,转动P屏上光强不变乙:光能通过透振方向彼此平行的P、Q丁:光不能通过透振方向彼此垂直的PQ乙→丁Q转动过程中屏上光强变暗结果:& 太阳光是自然光通过起偏器后能产生偏振现象结论:光是横波三、光振动E矢量方向的振动四、光的偏振现象的应用(见投影)第七节& 全反射教学目标一、知识目标1.知道什么是光疏介质,什么是光密介质.2.理解光的全反射.3.理解临界角的概念,能判断是否发生全反射,并能解决有关的问题.4.知道光导纤维及其应用.二、能力目标1.会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图.2.会判断是否发生全反射并画出相应的光路图.3.会用全反射解释相关的现象.4.会计算各种介质的临界角.三、德育目标1.体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法.2.通过对蜃景现象的学习再次明确一切迷信或神话只不过是在人们未能明了科学真相时才托付于自然力的一种做法.●教学重点全反射条件,临界角概念及应用.●教学难点临界角概念、临界条件时的光路图及解题.●教学方法本节课主要采用实验观察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等,对阅读材料“蜃景”补充了录像资料或CAI课件,使其有更生动的感性认识.●教学用具光学演示仪(由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合)●教学过程一、引入新课让学生甲到黑板前完成图19―21及图19―22两幅光路图(完整光路图)&&&&&&& &(学生甲画图时遗漏了反射光线)[教师]光在入射到空气和水的交界面处时,有没有全部进入水中继续传播呢?[学生]有一部分被反射回去.(学生甲补画上反射光线)[教师]很好.甲同学正确地画出了光从空气进入水中时的折射角…[学生齐答]小于入射角.[教师]光从水中进入空气时,折射角…[学生齐答]大于入射角.[教师]对.那么如果两种介质是酒精和水呢?二、新课教学(一)光密介质和光疏介质1.给出光密介质和光疏介质概念.2.让学生指出图19―21中的光密介质和光疏介质,再指出图19―23中的光密介质和光疏介质.让学生自己体会出一种介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的.3.光从光疏介质进入光密介质,折射角________入射角;光从光密介质进入光疏介质,折射角________入射角.(本题让学生共同回答)(二)全反射(设置悬念,诱发疑问)[教师]在图19―22和图19―23中,折射角都是大于入射角的设想,当入射角慢慢增大时,折射角会先增大到90°,如果此时我们再增大入射角,会怎么样呢?(这时可以让学生自发议论几分钟)[学生甲]对着图19―22说是折射到水中去吗?[教师]你认为会出现图19―25这种情况吗?&(其余学生有的点头,有的犹疑)[学生乙]应该没有了吧.[学生丙]最好做实验看看.[教师]好,那就让我们来做实验看看.1.出示实验器材,介绍实验.[教师]半圆形玻璃砖可以绕其中心O在竖直面内转动如图19―26所示,入射光方向不变始终正对O点入射.&&&&&&&&&&
&&&&继续转动玻璃砖,学生看到当折射角趋于90°时,折射光线已经看不见了,只剩下反射光线.继续转动玻璃砖,增大入射角,都只有反射光线.(学生恍然大悟)[教师]什么结果?[学生]折射角达到90°时,折射光线没有了,只剩下反射光线.[教师]这种现象就叫全反射.(三)发生全反射的条件1.临界角C[要求学生根据看到的现象归纳](学生讨论思考)[学生甲]入射角要大于某一个值.[教师]对,我们把这“某一值”称为临界角,用字母C表示.重复实验至折射角恰等于90°时停止转动玻璃砖.让前面的学生读出此时的入射角即临界角C约为42°左右.[教师]后面的学生看不见读数,那我现在告诉你们这种玻璃的折射率n=1.5,请你们算出这种玻璃的临界角.(学生觉得无从下手)[教师启发]想想当入射角等于临界角C时,折射角多大?学生领会,列出算式:=n[教师]这样对吗?错在哪儿?[学生甲]光不是从空气进入玻璃.[教师]对了.你们自己改正过来.学生列出正确计算式:=sinC=代入n算得结果与实验基本相符.教师点明临界角的计算公式:sinC=2.发生全反射的条件[教师]毫无疑问,入射角大于等于临界角是条件之一,还有其他条件吗?[学生乙]光从玻璃进入空气.[教师]可以概括为…[学生]光从光密介质进入光疏介质.[教师]很好,记住,是两个条件,缺一不可.3.巩固练习(四)全反射的应用――光导纤维1.学生阅读课本有关内容.2.教师补充介绍有关光纤通信的现状和前景(附后).3.演示课本光纤实验,不过改用前面实验中的激光束来做,效果很好.4.辅助练习[投影片]如图19―32表示光在光导纤维中的传播情况,纤维为圆柱形,由内芯和涂层两部分构成.内芯为玻璃,折射率为n0;涂层为塑料,折射率为n1,且n1<n0.光从空气射入纤维与轴线成θ角.光线在内芯侧壁上发生多次全反射后至纤维的另一端射出.若内芯的折射率n0=1.5,涂层的折射率n1=1.2,求入射角θ最大不超过多少度光线&才能在内芯壁上发生全反射.参考答案:64.16°(五)自然界中的全反射现象1.水或玻璃中的气泡看起来特别的明亮,图解如图19―33.&2.大气中的光现象(1)海市蜃楼(2)沙漠蜃景(学生阅读课本上的相关内容)(六)延伸拓展1.在全反射现象演示实验中,入射光为什么要正对O点入射?若不这样会怎样?(先让学生自己猜想、议论)[演示]学生将看到图19―34所示的情况(图中未画完所有的光路).&[教师]看到了吧,这样我们将眼花缭乱看得头晕.体会到设计者构思的巧妙了吗?这种做法就叫控制实验条件.是为了突出所要研究的问题.这是实验研究中常用的一种方法.想想你们以前做的实验中有哪些是控制实验条件的?[学生]验证牛顿第二定律实验让木板倾斜以平衡摩擦力.[学生]验证a~F关系时让m不变.[教师]你们体会的很好.希望你们能学以致用.2.[投影]在盛水的玻璃杯中放一空试管,用灯光照亮杯侧.从水面上观察水中的试管.在试管内装上水,再观察记录你看到的现象,并作出解释(图19―35).&(学生课后到实验室做)三、小结本节课我们学习的知识主要有1.光密介质和光疏介质2.光的全反射[CAI课件]动态展示加文字说明:(1)光在入射到两种介质的交界面处时,通常一部分光被反射回原来的介质,另一部分光进入第
Ⅱ种介质并改变了传播方向.(2)当光由光密介质射向光疏介质时,当入射角等于或大于临界角时,光全部被反射回原介质中去,称做全反射现象.(3)当折射角增大到90°时的入射角称为临界角C(参考图19―36).&&3.光导纤维的原理及它广阔的应用前景.4.自然界中的全反射现象水中的气泡,阳光照射下的露珠特别明亮.炎热夏天的马路有时看上去特别明亮等.四、布置作业课本P18练习四(3)(4)(5).五、板书设计
&&&&&&&&第八节& 激光●教学目标一、知识目标1.了解激光和自然光的区别.2.通过阅读,收集整理相关资料,认识激光的特点和应用.二、能力目标1.通过课外阅读,收集整理有关激光应用的资料,培养加工处理信息的能力.2.通过对激光的特点及应用的学习,培养应用物理知识解决实际问题的能力.三、德育目标通过对激光应用的学习,使学生感受到科学知识的无究力量,培养热爱科学的品质.●教学重点激光与自然光的区别以及激光特点和应用.●教学难点激光与自然光的区别.●教学方法1.通过对自然光的分析,提出激光的相干性.2.通过学生课前阅读,初步了解激光的特点及广泛应用.3.通过收集激光方面的材料,讨论交流,进一步掌握激光的特点及应用知识.4.通过观看录像,进一步加深对激光知识的了解.●教学用具激光手电筒、投影仪、三段有关激光的录像材料.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课[师]课前大家已经阅读了课文,了解了激光是自然界没有的光,首先我们来看看它与自然光有什么不同.二、新课教学(一)自然光和激光(投影)自然光(例如白炽灯)激光原子发光方向,时刻不确定频率不一样不能发生干涉非相干光&频率一样能发生干涉(双缝干涉实验)人工产生的相干光都是原子受激发处于不稳定状态发射出来的[师]通过上表的比较,同学们可以看到,激光的第一个特点就是它是一种人工相干光.激光还有许多与自然光不同的特点,下面请同学们将自己阅读课文整理的表格展示出来.(教师巡视,大部分同学整理得很好,选出比较全面的一组投影(如表20―2)老师简单讲解)[师]其实,激光的应用远不止这些,而且还在迅速发展,这方面的介绍很多,下面请大家根据课前收集的材料,开展课堂交流.(二)激光的应用(分组介绍,同时教师提炼要点并板书,以调动学生的积极性.)&第一组(投影资料)我们组收集整理了激光在相干性方面的特点,激光是相干光.可用来进行光的干涉、衍射等实验(科学实验),由于原子的发光不是无限制持续的,每一次发光与下一次发光总有一个时间间隔,只有同一光源在同一发光时间间隔内发出的光,在空间某点相遇时才会发生干涉,所以原子发光的平均时间间隔称为相干时间,在相干时间内光的行程称为相干长度,激光的相干长度可达几十千米,相干性较好.第二组(投影资料)我们组整理的信息中,激光的另一特点是激光的亮度特高,近年研制出的强激光的亮度要比太阳亮100亿倍以上.激光器发出的激光是集中在沿传播方向的一个极小的发射角内,亮度就会比同功率的光源高几亿倍,在极短时间内会辐射出巨大的能量,聚集在一点时可产生几百万甚至上千万度的高温.第三组除了前面两组介绍的两个特点外,还有一个特点就是激光的单色性好,自然界找不到频率“纯净”的光,各种频率的光总是混杂在一起的.但由于激光器中光学谐振腔的干涉作用,只有那些满足谐振腔共振条件的频率才能形成激光输出,不满足共振条件的频率,都在谐振腔内干涉相消了,因此激光的频率单一,单色性非常好,拿氦氖气体激光器来说,它产生的光波长范围不到一百亿分之一微米,完全可以视为单一而没有偏差的波长,是极纯的单色光.第四组我们组收集的资料中,除了前面三组讲的,还有一点,激光的方向性好,一般的手电筒或探照灯聚光虽然很好,看上去它们射出的光束是笔直的,但在一两公里后,光线就发散成很大一片,亮度明显减弱.而激光射到这个距离上基本没有发散,激光是方向最一致、最集中的光.[师]前面几组同学从激光的特点角度阅读收集了很多资料,都比较好,虽然其中有些材料我们不能完全弄懂,但以后我们还有很多学习机会,到时可以更进一步理解.下面我们再来交流激光应用方面的资料.第五组(阅读)激光具有很高的能量,所以它是精密机械加工特别是微电子工业加工不可缺少的工具,用激光对金属打孔、切割、焊接、淬火,激光代替机械刀具和刻刀直接加工大型和微型元件,具有普通机械加工不可比拟的特点.利用它可以在坚硬的材料上打直径0.1 mm到几微米的小孔.激光钻孔不受加工材料的硬度和脆性的限制,而且钻孔速度异常快,可以几千分之一秒甚至几百万分之一秒内钻出表面十分整齐光洁的小孔,激光快速自动成型技术,可以控制激光束将材料逐层“烧结”而形成实体零件或模具、模型.它可快速制成精密复杂或不规则图案的机械零件.我国已经研制成功激光迅速自动成型机,标志着我国已经掌握了这项新技术,并迅速进入国产化、商品化阶段.第六组(阅读)激光在农业生产上也有广泛应用,用激光照射农作物种子,可诱发遗传变异,缩短种子发芽时间,育出的秧苗生长比较快,长势好,粗壮且均匀整齐,改善了农作物生长性能,提高产量.把激光技术引入果树裁培,能改良水果品质,提高水果产量.用激光照射牲畜家禽鱼类,能促进生长发育等.激光在临床医学上的应用相当广泛,“激光刀”能有效地局部加热凝固血管,出血少.而且“刀”不与组织接触,不用消毒,激光刀很锋利,切割软组织和硬组织都一样快捷,还可应用激光对穴位照射,给穴位输入能量,无痛、灭菌、快速、安全.第七组(阅读)激光在信息产业领域有着重要应用.在光纤通信中,激光作为信息高速传输的载体作通信载波.它还是信息高速处理的载体,光学计算机有着普通计算机无法比拟的优点,这种计算机运算速度高,传输信息量大,激光应用在信息存储领域,使大容量、高密度信息存储成为可能,像课本上介绍的DVD实际上是一种存储数据的磁性媒体,它可以双层双面使用,运行时间高达484 min,储存量是VCD的几十倍甚至数十倍,可多达17GB.第八组(阅读)目前,激光已成为重要的战略武器,在国防军事领域有着广泛的应用,例如激光测距、激光雷达、激光制导、激光模拟等技术的应用.激光武器包括激光致盲武器、激光干扰武器、激光防空武器等,这些武器对现代战争产生了深远影响.激光制导炸弹能快速准确无误地击中目标.用激光点燃核燃料是目前各国科学家竞相研究的重大课题,预计在2010年左右能够用激光实现核聚变,能源危机问题有望得到根本解决.[师]同学们课前做了很多准备,阅读了大量相关资料,一定很有收获.我也给大家收集了部分与激光相关的录像资料,请大家看一看.(师生共同观看录像)三、小结四、布置作业练习四、1五、板书设计(一)自然光与相干光自然光&&&&&&&&&&&&&&&&& 原子发光方向,产生时刻都不确定频率不一样不能发生干涉是非相干光激光&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 频率一样能发生干涉是人工相干光(二)激光的应用(三)交流总结(根据学生表述,提炼板书内容)特点应用(略)
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