四、光的色散
〖教学要求〗
1、棱镜的概念及其对光线的偏折作用；
2、全反射棱镜对光路的控制；
3、了解光的色散及物体的颜色等生活常识。
〖重点和难点〗 1、棱镜的概念及其对光线的偏折作用；
2、全反射棱镜对光路的控制；
〖教学用具〗 三棱镜、光源、光屏等。
〖教学过程〗
一、通过棱镜的光线
1、棱镜
1）、定义：各平面相交的透明体叫做棱镜。通常所作的是横截面为三角形的棱镜叫三棱镜。
2）、作用：A、改变光的传播方向；B、分光。
2、通过棱镜的光线：
1）、棱镜对光线的偏折规律：如图1所示：
A、通过棱镜的光线要向棱镜底面偏折；
B、棱镜要改变光的传播方向，但不改变光束的性质。
图 1
a、平行光束通过棱镜后仍为平行光束；
b、发散光束通过棱镜后仍为发散光束；
c、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。
C、出射光线和入射光线之间的夹角称为偏向角。如图，而，故当时，则称为最小偏向角，用表示，。此时，。故该棱镜材料折射率为：
2）、棱镜成像
隔着棱镜看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱镜顶角方向偏移。如图2。
图 2
二、棱镜
1、定义：横截面为等腰三角形的棱镜叫全反射棱镜。
2、反射棱镜对光路的控制 如图3所示。
3、全反射棱镜的优点：
全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱镜成像更清析，光能损失更少。
三、折射与光的色散
在机械波中，波速决定于媒质本身的性质（密度、弹性、温度），一般与频率无关。但光波（电磁波）不同，光波在某种媒质中的传播速度，除了跟媒质的性质有关外还与光波的频率有关。
1、 光的传播速度
1）、在真空中，不同频率的光的传播速度都相同，为C。
2）、同一频率的光在不同媒质中的传播速度不同。
光的传播速度V与媒质的折射率有关：V＝
。同一频率的光在．折射率小的媒质中的传播速度
大；在折射率大的媒质中传播速度小。
3）、不同频率的光，在同一种媒质中传播速度不同。
光的传播速度还与光的频率有关：在同一种媒质中，
频率大的光传播速度小，；频率小的光传播速度大。
2、 光的色散
1）、单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。
注意：A、单色光的频率是一个范围，不是单一频率的光。
B、不能被棱镜分解为其它颜色的光，不一定都是单色光。
2）、复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。
3）、光的色散：把复色光分解为章色光的现象叫光的色散。
1666年牛顿最早利用三棱镜观察光的色散。
结论：白光通过棱镜后，被分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫七种颜色的光。如图所示。
4）、正确理解光的色散：
A、光的颜色由光的频率决定。组成白光的各种单色光中，红光频率最小，紫光频率最大。在不同媒质中，光的频率不变。
B、不同频率的色光在真空中传播速度相同，为C＝3×108m／s。但在其它媒质中速度各不相同，同一种媒质中，紫光速度最小，红光速度最大。
C、同一媒质对不同色光的折射率不同，通常情况下频率越高，在媒质中的折射率也越大，所以白光进入某种媒质发生折射时，紫光偏折得最厉害，红光偏折最小。
D、由于色光在媒质中传播时光速发生变化，则波长也发生变化。同一色光在不同媒质中，折射率大的光速小，波长短；折射率小的光速大，波长大。不同色光在同一媒质中，频率高的折射率大，光速小，波长短；频率小的折射率小，光速大，波长大。
物理量
红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫
原 理
频率
小 大
波动理论
折射率
小 大
实验测定
同种媒质中光速
小 大
同种媒质中波长
大 小
同种媒质中折射率
大 小
同种媒质中偏向角
小 大
3、物体的颜色：
1）、三基色：红（R）、绿（G）、蓝（B）
2）、相加混色：A、红＋绿 ＝黄； B、红＋蓝＝紫；
C、绿＋蓝 ＝ 靛； D、红＋绿＋蓝＝白。
3）、物体的颜色：A、无色透明体的颜色由透过它的光的颜色决定；
B、白色物体的颜色由照射它的光的颜色决定；
C、有色体的颜色由其本身颜色和光源颜色共同决定。
四、作业布置
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