《光的顏色 色散》導(dǎo)學(xué)案3.doc

光的顏色 色散導(dǎo)學(xué)案新知預(yù)習(xí)1.不同顏色的光,頻率_.2.含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象,叫做_.3.薄膜干涉(1)由薄膜前表面和后表面分別反射的兩列波_而成,劈形薄膜的厚度不等,因而不同的位置反射的光波的_不同.在單色光的照射下,看到_的條紋,在白光的照射下,呈現(xiàn)_條紋.(2)薄膜干涉在生產(chǎn)中可應(yīng)用于用_檢查平面.4.白光通過(guò)三棱鏡發(fā)生色散的現(xiàn)象表明:棱鏡材料對(duì)不同色光的_不同.由色散形成的光譜中各色光的排列順序可知:紅光的偏折角最小,紫光的偏折角最大.說(shuō)明:同一介質(zhì)對(duì)_的折射率最小,對(duì)_的折射率最大.典題熱題知識(shí)點(diǎn)一 折射中的色散例1紅、綠、黃三條入射光線，分別沿與三棱鏡的底面平行的方向射向三棱鏡的一個(gè)側(cè)面，從三棱鏡的另一個(gè)側(cè)面射出，且出射光線交于三棱鏡底邊延長(zhǎng)線上的三點(diǎn)，三點(diǎn)到三棱鏡底邊中點(diǎn)的距離分別為s1、s2、s3，則（ ）A.s1=s2=s3 B.s1s2s3C.s1s2s3 D.s1s3s2解析：依據(jù)色散知識(shí)可知，光線經(jīng)過(guò)三棱鏡將偏向三棱鏡的底邊，延長(zhǎng)后交于三棱鏡底邊上的一點(diǎn)，此點(diǎn)到底邊的距離與光線偏折的角度有關(guān)，偏折的角度越大，交點(diǎn)到底邊中點(diǎn)的距離越小.因此，紅光出射光線與底邊延長(zhǎng)線的交點(diǎn)距底邊中點(diǎn)的距離大于黃光的，黃光的又大于綠光的，因此D項(xiàng)對(duì).答案：D巧解提示 根據(jù)對(duì)不同色光的折射率不同，畫(huà)出光路圖，就很形象直觀地解決這種問(wèn)題.例2用薄玻璃片制成一個(gè)中間空的三棱鏡放入水中，當(dāng)一束白光從一個(gè)側(cè)面斜射入并從三棱鏡通過(guò)時(shí)，下面說(shuō)法中正確的是（ ）A.各色光都向頂角偏折B.各色光都向底面偏折C.紅色光的偏折角比紫光的大D.紅色光的偏折角比紫光的小解析：薄玻璃片的厚度可以忽略不計(jì)，這樣這個(gè)水中的“空氣三棱鏡”的折射率比周圍水的折射率小，這與放在空氣中的玻璃三棱鏡是不同的，同樣根據(jù)折射定律，各色光都向頂角偏移，紅光的偏折比紫光的仍然小，故A、D兩項(xiàng)正確.答案：AD方法點(diǎn)撥 在研究棱鏡的色散現(xiàn)象時(shí)不可死記硬背有關(guān)結(jié)論，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)用折射定律靈活解決.知識(shí)點(diǎn)二 薄膜干涉例3如圖13-4-5所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說(shuō)法正確的是（ ）圖13-4-5A.人從右側(cè)向左看，可以看到彩色條紋B.人從左側(cè)向右看，可以看到彩色條紋C.彩色條紋水平排列D.彩色條紋豎直排列解析：一束白光射到薄膜上，經(jīng)前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光相遇，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從左側(cè)向右看可看到彩色條紋，又由于薄膜同一水平線上的厚度相同，所以彩色條紋是水平排列的.答案：BC深化升華 從右側(cè)向左看到的是折射光，折射光的偏折角與介質(zhì)厚度有關(guān)，光經(jīng)過(guò)薄膜后的偏折角很小，大面積光束照射后，各單色光的折射光相互重疊，所以難以看到折射時(shí)的色散現(xiàn)象.例4如圖13-4-6所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來(lái)檢查平面N的上表面的水平情況，觀察到如圖所示的條紋P和Q的情況，這說(shuō)明( )圖13-4-6A.N的上表面A處向上凸起B(yǎng).N的上表面B處向上凸起C.N的上表面A處向下凹陷D.N的上表面B處向下凹陷解析：P處所在的條紋是同一條紋，若為直線，則說(shuō)明該處同一水平線，線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空氣層厚度都相同，但實(shí)際上P處條紋向左彎曲，意味著后一級(jí)條紋（圖中白色條紋）提前出現(xiàn)，可見(jiàn)P處對(duì)應(yīng)的檢測(cè)平板上的A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空氣層厚度與后一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)的空氣層厚度相同，而后一級(jí)條紋本來(lái)對(duì)應(yīng)的空氣層厚度比前一級(jí)大，可見(jiàn)A處向下凹陷，才能實(shí)現(xiàn)該處空氣層厚度與下一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)的空氣層厚度一樣，C項(xiàng)對(duì)；同理B項(xiàng)對(duì).答案：BC巧解提示 在A處干涉條紋P向薄膜變薄的地方彎曲，說(shuō)明該處空氣層厚度變大，A處向下凹陷.在B處干涉條紋Q向薄膜變厚的地方彎曲，說(shuō)明該處薄膜的厚度變小，B處向上凸起.例5在研究材料A的熱膨脹特性時(shí)，可采用如圖13-4-7所示的干涉實(shí)驗(yàn)法.A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個(gè)透明的平行板B，B與A上表面平行，在它們間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜.現(xiàn)在用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射，同時(shí)對(duì)A緩慢加熱，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性的變化.當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)溫度升到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮，則（ ）圖13-4-7A.出現(xiàn)最亮?xí)r，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng)B.出現(xiàn)最亮?xí)r，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消C.溫度從t1升至t2過(guò)程中，A的高度增加/4D.溫度從t1升至t2過(guò)程中，A的高度增加/2解析：如圖所示，A和B之間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜，則光在空氣膜的前表面即B下表面和后表面即A的上表面產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋，當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮，說(shuō)明形成亮條紋，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)溫度升到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮，又一次形成亮條紋，由干涉的原理知，溫度t1和t2時(shí)，光程差均為波長(zhǎng)的整數(shù)倍，由材料A具有熱膨脹特性所以溫度t2比t1時(shí)高度增加，使光程差減小一個(gè)波長(zhǎng)，則A的高度增加/2，D項(xiàng)正確.答案：方法歸納 在解關(guān)于波膜干涉的問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是找出是哪兩列光發(fā)生干涉，然后利用出現(xiàn)明暗條紋的條件進(jìn)行分析.自主廣場(chǎng)我夯基我達(dá)標(biāo)1.如圖13-4-5所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過(guò)三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶.下面的說(shuō)法中正確的是（ )圖13-4-5A.a側(cè)是紅色光，b側(cè)是紫色光B.在真空中a側(cè)光的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng)C.三棱鏡對(duì)a側(cè)光折射率小于對(duì)b側(cè)光的折射率D.在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速度大于b側(cè)光的傳播速度思路解析：由于玻璃對(duì)各色光的折射率不同，導(dǎo)致色散的形成，玻璃對(duì)紫光的折射率最大，對(duì)紅光的最小，據(jù)n=可以得a側(cè)為紫光，b側(cè)為紅光，紅光的波長(zhǎng)大于紫光的波長(zhǎng)，由n=c/v可以求出，紅光的傳播速度大于紫光的.答案：B2.如圖13-4-6所示的三棱鏡中，BC面鍍有反射膜，一束白光斜射入AB面，經(jīng)棱鏡后再斜射入AC面，經(jīng)棱鏡后在屏幕的bc段形成彩色光帶，則b點(diǎn)顏色是_色（屏幕距棱鏡AC面較近，且與AC平行）.圖13-4-6思路解析：在玻璃中，紫光的折射率大于紅光的折射率，n=，經(jīng)過(guò)反射膜，因?yàn)槿肷浣堑扔诜瓷浣?，可以得知，b點(diǎn)的顏色為紅色.答案：紅3.雨過(guò)天晴，人們?？吹教炜罩谐霈F(xiàn)彩虹，它是由陽(yáng)光照射到空中彌漫的水珠上時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象.在說(shuō)明這個(gè)現(xiàn)象時(shí)，需要分析光線射入水珠后的光路圖.一束細(xì)光線射入水珠，水珠可視為一個(gè)半徑為R的球，球心O到入射光線的垂直距離為d，水的折射率為n.在圖13-4-7中畫(huà)出該束光線射入水珠內(nèi)經(jīng)一次反射后又從水珠中射出的光路圖.圖13-4-7思路解析：考查運(yùn)用光的折射定律、反射定律以及幾何知識(shí)處理問(wèn)題的綜合分析能力，同時(shí)也考查了學(xué)生畫(huà)光路圖的能力.答案：光路圖如圖所示.我綜合我發(fā)展4.半徑為R的玻璃半圓柱體，橫截面如圖13-4-8所示，圓心為O，兩條平行單色紅光沿截面射向圓柱面，方向與底面垂直，光線1的入射點(diǎn)A為圓柱面的頂點(diǎn)，光線2的入射點(diǎn)為B，AOB=60，已知該玻璃對(duì)紅光的折射率n=.圖13-4-8（1）求兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點(diǎn)與O點(diǎn)的距離d；（2）若入射的是單色藍(lán)光，則距離d將比上面求得的結(jié)果大還是小?思路解析：（1）如圖所示，i1=60，r1=30，i2=30，r2=60，光線1不發(fā)生偏折.OC=.（2）玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的大，藍(lán)光偏折更明顯，故d變小.答案：（1）d= (2)d變小5.如圖13-4-9所示，a和b都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為，一細(xì)光束以入射角從P點(diǎn)射入，.已知此光束由紅光和藍(lán)光組成，則當(dāng)光束透過(guò)b板后（ )圖13-4-9A.傳播方向相對(duì)于入射光方向向左偏轉(zhuǎn)角B.傳播方向相對(duì)于入射光方向向右偏轉(zhuǎn)角C.紅光在藍(lán)光的左邊D.紅光在藍(lán)光的右邊思路解析：光線通過(guò)玻璃板后，方向不變但發(fā)生側(cè)向位移，光頻率越高，折射率越大，側(cè)向位移越大.紅光頻率小于藍(lán)光，所以藍(lán)光側(cè)向位移大，第一次透過(guò)玻璃板a后紅光位于藍(lán)光右邊（如圖），當(dāng)光線射到b上時(shí)，由于，由幾何關(guān)系知光線從法線左側(cè)入射，側(cè)移情況與a相似，紅光仍在藍(lán)光右邊，且兩者間距加大，故選D.答案：D6.用三棱鏡可使陽(yáng)光折射成一條彩色譜帶如圖10410所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：圖13-4-10（1）B、C、D分別為什么帶？（2）將一瓶綠藻放在A處，則B、C、D哪一段變暗？（3）將這瓶綠