物理：13-7光顏色 色散,13-8激光 課件(人教版選修3-4)

1、8激激 光光7光的顏色光的顏色 色散色散1知道白光是由多種色光組成的知道白光是由多種色光組成的2能說明薄膜干涉條紋的特點，能解釋薄膜干涉的成因能說明薄膜干涉條紋的特點，能解釋薄膜干涉的成因3理解折射中的色散，了解各種色光特性的差別理解折射中的色散，了解各種色光特性的差別4了解激光的特性和應(yīng)用，用激光觀察全息照片了解激光的特性和應(yīng)用，用激光觀察全息照片.光的顏色由光的顏色由_決定，而光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)決定，而光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)(1)含有不同顏色的光被分解為含有不同顏色的光被分解為_的現(xiàn)象的現(xiàn)象(2)光的色散現(xiàn)象說明白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七光的色散現(xiàn)象說明白光是

2、由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種種_組成的組成的(3)光的色散實質(zhì)光的色散實質(zhì)：由于各種色光在同一種介質(zhì)中傳播：由于各種色光在同一種介質(zhì)中傳播_不同不同或者說同一種介質(zhì)對不同色光的或者說同一種介質(zhì)對不同色光的_不同引起的不同引起的光譜光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其_ _的順序排列的順序排列光的色散光的色散一、光的顏色色散一、光的顏色色散光的顏色與頻率和波長關(guān)系光的顏色與頻率和波長關(guān)系頻率頻率單色光單色光單色光單色光速率速率折射率折射率波長長短波長長短(或或頻率大小頻率大小)光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個面光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個面

3、_的光是由同的光是由同一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的一個實際的光源分解而成的，它們具有相同的_ ，恒，恒定的定的_光照在厚度不同的薄膜上時，在薄膜的不同位置，前后兩光照在厚度不同的薄膜上時，在薄膜的不同位置，前后兩個面的反射光的個面的反射光的_差不同，在某些位置兩列波疊加后差不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)_；在另一些位置，兩列波相；在另一些位置，兩列波相遇后被相互削弱，于是出現(xiàn)遇后被相互削弱，于是出現(xiàn)_提醒提醒 由于薄膜干涉是兩列反射光疊加而成的，因此觀察由于薄膜干涉是兩列反射光疊加而成的，因此觀察干涉條紋時，眼睛應(yīng)和光源在薄膜的同一側(cè)干涉條紋時，眼

4、睛應(yīng)和光源在薄膜的同一側(cè)二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散薄膜干涉中相干光的獲得薄膜干涉中相干光的獲得薄膜干涉原理薄膜干涉原理反射反射頻率頻率相位差相位差路程路程亮條紋亮條紋暗條紋暗條紋用白光做雙縫干涉實驗時中央亮紋是用白光做雙縫干涉實驗時中央亮紋是_，中央白色條紋，中央白色條紋兩側(cè)是兩側(cè)是_的的偏向角偏向角：光通過棱鏡后向它的橫截面：光通過棱鏡后向它的橫截面的的_方向偏折，如圖方向偏折，如圖137、81所示所示中的中的為光的偏向角，光的偏向角越大，為光的偏向角，光的偏向角越大，表示棱鏡對光的偏折程度越表示棱鏡對光的偏折程度越_三、雙縫干涉中的色散三、雙縫干涉中的色散四、折射時的色散四、

5、折射時的色散圖圖137、81白色白色彩色彩色底邊底邊大大(1)一束白光通過三棱鏡后形成如圖一束白光通過三棱鏡后形成如圖137、82的光譜，由上到下的色光順序為：的光譜，由上到下的色光順序為：紅、橙、紅、橙、_、_、_、靛、紫說明白、靛、紫說明白光是由這七種色光組成的復(fù)色光光是由這七種色光組成的復(fù)色光圖圖137、82(2)結(jié)論結(jié)論：白光色散時，：白光色散時，_的偏向角最小，的偏向角最小， _偏向角最偏向角最大這說明同種物質(zhì)對波長不同的光的折射率不同，波長大這說明同種物質(zhì)對波長不同的光的折射率不同，波長_，折射率越大，折射率越大(3)不同色光在同種介質(zhì)中有以下關(guān)系不同色光在同種介質(zhì)中有以下關(guān)系：f

6、越大，越大，越小，越小，n越越_，v越小，越小，越越_；f越小，越小，越越_，n越小，越小，v越越_，越越_ 白光通過棱鏡時的色散白光通過棱鏡時的色散黃黃綠綠紅光紅光紫光紫光越小越小大大大大大大大大小小藍(lán)藍(lán)大大五、激光五、激光激光的特點及應(yīng)用激光的特點及應(yīng)用特點特點性質(zhì)性質(zhì)應(yīng)用應(yīng)用相干性相干性激光具有頻率激光具有頻率_、相位差、相位差_、偏振方向偏振方向_的的特特點，是人工產(chǎn)生的相干光，點，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性具有高度的相干性光纖通信光纖通信平行度平行度激光的激光的_非常非常好，傳播好，傳播很遠(yuǎn)的距離仍能保持一定的很遠(yuǎn)的距離仍能保持一定的強(qiáng)度強(qiáng)度精確的測距；讀取光精確的測距；讀

7、取光盤上記錄的信息等盤上記錄的信息等高亮度高亮度它可以在很小的它可以在很小的_和和很短很短的的_內(nèi)內(nèi)集中很大的集中很大的_用激光束切割、焊用激光束切割、焊接；醫(yī)學(xué)上可以用激接；醫(yī)學(xué)上可以用激光做光做“光刀光刀”；激發(fā)；激發(fā)核反應(yīng)等核反應(yīng)等單一單一恒定恒定相同相同平行度平行度范圍范圍能量能量時間時間(1)普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的_信息，而全息信息，而全息照相技術(shù)還可以記錄光波的照相技術(shù)還可以記錄光波的_信息信息(2)全息照相的拍攝利用了光的全息照相的拍攝利用了光的_原理，使原理，使_和物和物光在底片上相遇，發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋，這要光在底片上相遇，發(fā)生

8、干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋，這要求參考光和物光必須具有很高的求參考光和物光必須具有很高的_性性觀察全息照片時要用觀察全息照片時要用_照射照片，從另一側(cè)觀察照射照片，從另一側(cè)觀察全息照相全息照相強(qiáng)弱強(qiáng)弱相位相位參考光參考光干涉干涉相干相干激光束激光束一列光在膜的前表面和后表面分別反射，如同由前、后表面一列光在膜的前表面和后表面分別反射，如同由前、后表面發(fā)射出來的兩列完全相同的光，滿足相干條件發(fā)射出來的兩列完全相同的光，滿足相干條件(1)由薄膜的前、后表面的反射光疊加而成明、暗相間條紋由薄膜的前、后表面的反射光疊加而成明、暗相間條紋(2)如果膜的厚度為如果膜的厚度為h，折射率為，折射率為n，前、后表

9、面的反射光的，前、后表面的反射光的路程差為路程差為2h.若滿足若滿足2h為膜中波長的整數(shù)倍時，該處出現(xiàn)亮為膜中波長的整數(shù)倍時，該處出現(xiàn)亮紋；滿足紋；滿足2h為膜中半波長的奇數(shù)倍時，該處出現(xiàn)暗紋為膜中半波長的奇數(shù)倍時，該處出現(xiàn)暗紋一、薄膜干涉的成因和特點一、薄膜干涉的成因和特點薄膜干涉中相干光的光源薄膜干涉中相干光的光源薄膜干涉的成因及其分布規(guī)律薄膜干涉的成因及其分布規(guī)律條紋間距、形狀與膜中厚度相同的點構(gòu)成的形狀有關(guān)，如條紋間距、形狀與膜中厚度相同的點構(gòu)成的形狀有關(guān)，如果膜的厚度均勻變化，明暗條紋間距是相等的果膜的厚度均勻變化，明暗條紋間距是相等的若換用白光，將得到彩色條紋若換用白光，將得到彩色

10、條紋棱鏡對光的傳播方向的改變遵循光的折射定律由于光線棱鏡對光的傳播方向的改變遵循光的折射定律由于光線在棱鏡中傳播時要經(jīng)過兩次折射，所以光路圖較為復(fù)雜，在棱鏡中傳播時要經(jīng)過兩次折射，所以光路圖較為復(fù)雜，學(xué)習(xí)中要注意掌握以下方面：學(xué)習(xí)中要注意掌握以下方面：(1)正確畫好光線通過棱鏡的光路圖，如圖正確畫好光線通過棱鏡的光路圖，如圖137、83所所示示二、棱鏡及光在棱鏡中的色散二、棱鏡及光在棱鏡中的色散棱鏡對光線傳播方向的改變棱鏡對光線傳播方向的改變(2)棱鏡成像的畫法，如圖棱鏡成像的畫法，如圖137、84所示所示(3)偏折角的確定及影響它的大小的因素偏折角的確定及影響它的大小的因素光線照射到棱鏡，經(jīng)

11、兩個側(cè)面折射后，出射光線向棱鏡的光線照射到棱鏡，經(jīng)兩個側(cè)面折射后，出射光線向棱鏡的底邊偏折在保持入射角底邊偏折在保持入射角i和棱鏡頂角和棱鏡頂角A不變的條件下，棱不變的條件下，棱鏡材料的折射率越大，偏折角鏡材料的折射率越大，偏折角越大越大圖圖137、83圖圖137、84光的顏色由光源的頻率決定，與介質(zhì)無關(guān)，與波長無光的顏色由光源的頻率決定，與介質(zhì)無關(guān)，與波長無 關(guān)，波速由介質(zhì)和光的頻率共同決定關(guān)，波速由介質(zhì)和光的頻率共同決定白光由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成，七白光由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成，七 種色光的特性差異可以用下表表示出來種色光的特性差異可以用下表表示出來.各種

12、色光各種色光紅紅 橙橙 黃黃 綠綠 藍(lán)藍(lán) 靛靛 紫紫頻頻 率率小小大大波波 長長長長短短折射率折射率小小大大波速波速(介質(zhì)中介質(zhì)中)大大小小雙縫干涉時所產(chǎn)生的條紋間距雙縫干涉時所產(chǎn)生的條紋間距大大小小薄膜干涉時所產(chǎn)生的條紋間距薄膜干涉時所產(chǎn)生的條紋間距大大小小經(jīng)三棱鏡折射時偏向角大小經(jīng)三棱鏡折射時偏向角大小小小大大做一做做一做(教材教材P69)點撥點撥玻璃片上會出現(xiàn)干涉條紋，這是因為發(fā)生了薄膜干玻璃片上會出現(xiàn)干涉條紋，這是因為發(fā)生了薄膜干涉用手指捏住兩塊玻璃加壓，條紋會移動，這是因為同涉用手指捏住兩塊玻璃加壓，條紋會移動，這是因為同一位置處膜的厚度發(fā)生了變化，薄膜上、下表面分別反射一位置處膜的

13、厚度發(fā)生了變化，薄膜上、下表面分別反射的兩列光波的路程差隨之發(fā)生了改變，加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)發(fā)的兩列光波的路程差隨之發(fā)生了改變，加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)發(fā)生移動，會觀察到干涉條紋移動生移動，會觀察到干涉條紋移動教材資料分析教材資料分析科學(xué)漫步科學(xué)漫步(教材教材P69)點撥點撥同一條紋的亮線對應(yīng)路程差相同，對應(yīng)同一條紋的亮線對應(yīng)路程差相同，對應(yīng)空氣膜厚度相同，從右圖看出條紋向左彎曲，空氣膜厚度相同，從右圖看出條紋向左彎曲，說明被檢查的平面在此處凹下說明被檢查的平面在此處凹下如圖如圖137、85所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置，裝置，P是附有肥皂薄膜的鐵絲圈，是附有肥皂薄膜的鐵絲圈

14、，S是一點燃的酒精燈，是一點燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應(yīng)是圖往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應(yīng)是圖中的中的 ()【典典例例1】薄膜干涉現(xiàn)象分析薄膜干涉現(xiàn)象分析圖圖137、85解析解析鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平線上厚度基本一致，如果某一厚度處前后表面反同一水平線上厚度基本一致，如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng)，那么這一水平線上同一厚射的同一列光波疊加得到加強(qiáng)，那么這一水平線上同一厚度處光波會加強(qiáng)，所以干涉條紋應(yīng)是水平的度處光波會加強(qiáng)，所以干涉條紋應(yīng)是水平的答案答案D借

15、題發(fā)揮借題發(fā)揮在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一亮條紋或同一暗差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一亮條紋或同一暗條紋應(yīng)出現(xiàn)在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉，由于條紋應(yīng)出現(xiàn)在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉，由于光波波長極短，因此做薄膜干涉所用的介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，光波波長極短，因此做薄膜干涉所用的介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋才能觀察到干涉條紋如圖如圖137、86所示，一束白光從所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說法中正確的是左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說法中正確的是 ()A人從右側(cè)向左看，可以看到彩色條紋人從右

16、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彩色條紋水平排列彩色條紋水平排列D彩色條紋豎直排列彩色條紋豎直排列【變式變式1】圖圖137、86解析解析一束白光射到薄膜上，經(jīng)前后兩個面反射回來的光一束白光射到薄膜上，經(jīng)前后兩個面反射回來的光相遇，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，故正確答案為排列的，故正確答案為BC.答案答案BC棱鏡對光的色散棱鏡對光的色散【典典例例2】圖圖137、8

17、7A屏上屏上c處是紫光處是紫光 B屏上屏上d處是紅光處是紅光C屏上屏上b處是紫光處是紫光 D屏上屏上a處是紅光處是紅光解析解析可見光中紅光波長最長，折射率最小，折射程度最可見光中紅光波長最長，折射率最小，折射程度最小，所以小，所以a為紅光，而紫光折射率最大，所以為紅光，而紫光折射率最大，所以d為紫光為紫光答案答案D如圖如圖137、88所示，一束白光所示，一束白光從頂角為從頂角為的棱鏡的一個側(cè)面的棱鏡的一個側(cè)面AB以較大的以較大的入射角入射角i入射，經(jīng)過三棱鏡后，在屏入射，經(jīng)過三棱鏡后，在屏P上可上可得到彩色光帶，當(dāng)入射角逐漸減小到零的得到彩色光帶，當(dāng)入射角逐漸減小到零的過程中，若屏上的彩色光帶

18、先后全部消過程中，若屏上的彩色光帶先后全部消失，則失，則 ()A紅光最先消失，紫光最后消失紅光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，紅光最后消失紫光最先消失，紅光最后消失C紫光最先消失，黃光最后消失紫光最先消失，黃光最后消失D紅光最先消失，黃光最后消失紅光最先消失，黃光最后消失【變式變式2】圖圖137、88答案答案B下列說法正確的是下列說法正確的是 ()A激光可用于測距激光可用于測距B激光能量十分集中，只可用于加工金屬材料激光能量十分集中，只可用于加工金屬材料C外科研制的外科研制的“激光刀激光刀”可以有效地減少細(xì)菌的感染可以有效地減少細(xì)菌的感染D激光可用于全息照相，有獨(dú)特的特點激光可用于全息照

19、相，有獨(dú)特的特點解析解析激光平行度好，即使在傳播了很遠(yuǎn)的距離之后，它仍激光平行度好，即使在傳播了很遠(yuǎn)的距離之后，它仍保持一定的強(qiáng)度，此特點可用于激光測距，選項保持一定的強(qiáng)度，此特點可用于激光測距，選項A正確激正確激光的亮度高，能量十分集中，可用于金屬加工、激光醫(yī)療、光的亮度高，能量十分集中，可用于金屬加工、激光醫(yī)療、激光美容、激光武器等，選項激光美容、激光武器等，選項B錯誤激光具有很高的相干錯誤激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它記錄了光的相位信息，所以看性，可用于全息照相，由于它記錄了光的相位信息，所以看【典典例例3】激光的應(yīng)用激光的應(yīng)用起來跟真的一樣，立體感較強(qiáng)，選項起來跟真的一樣

20、，立體感較強(qiáng)，選項D正確由于激光亮正確由于激光亮度高、能量大，在切割皮膚的同時，也能殺滅細(xì)菌，所以度高、能量大，在切割皮膚的同時，也能殺滅細(xì)菌，所以選項選項C正確正確答案答案ACD在演示雙縫干涉的實驗時，常用激光做光源，這主在演示雙縫干涉的實驗時，常用激光做光源，這主要是應(yīng)用激光的什么特性要是應(yīng)用激光的什么特性 ()A亮度高亮度高 B平行性好平行性好C單色性好單色性好 D波動性好波動性好解析解析頻率相同的兩束光相遇才能發(fā)生干涉，激光的單色頻率相同的兩束光相遇才能發(fā)生干涉，激光的單色性好，頻率單一，通過雙縫時能夠得到兩束相干光，故本性好，頻率單一，通過雙縫時能夠得到兩束相干光，故本題的正確答案是

21、題的正確答案是C.答案答案C【變式變式3】關(guān)于薄膜干涉，下列說法中正確的是關(guān)于薄膜干涉，下列說法中正確的是()A只有厚度均勻的薄膜，才會發(fā)生干涉現(xiàn)象只有厚度均勻的薄膜，才會發(fā)生干涉現(xiàn)象B只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會發(fā)生干涉現(xiàn)象只有厚度不均勻的楔形薄膜，才會發(fā)生干涉現(xiàn)象C厚度均勻的薄膜會形成干涉條紋厚度均勻的薄膜會形成干涉條紋D觀察肥皂液膜的干涉現(xiàn)象時，觀察者應(yīng)和光源在液膜觀察肥皂液膜的干涉現(xiàn)象時，觀察者應(yīng)和光源在液膜 的同一側(cè)的同一側(cè)薄膜干涉現(xiàn)象的分析薄膜干涉現(xiàn)象的分析1解析解析當(dāng)光從薄膜的一側(cè)照射到薄膜上時，只要前后兩個當(dāng)光從薄膜的一側(cè)照射到薄膜上時，只要前后兩個面反射回來的光波的路程差滿

22、足振動加強(qiáng)的條件，就會出面反射回來的光波的路程差滿足振動加強(qiáng)的條件，就會出現(xiàn)明條紋，滿足振動減弱的條件就會出現(xiàn)暗條紋這種情現(xiàn)明條紋，滿足振動減弱的條件就會出現(xiàn)暗條紋這種情況在薄膜厚度不均勻時才會出現(xiàn)況在薄膜厚度不均勻時才會出現(xiàn)當(dāng)薄膜厚度均勻時，不會出現(xiàn)干涉條紋，但也發(fā)生干涉現(xiàn)當(dāng)薄膜厚度均勻時，不會出現(xiàn)干涉條紋，但也發(fā)生干涉現(xiàn)象，如果是單色光照射，若滿足振動加強(qiáng)的條件，整個薄象，如果是單色光照射，若滿足振動加強(qiáng)的條件，整個薄膜前方都是亮的，否則整個薄膜的前方都是暗的膜前方都是亮的，否則整個薄膜的前方都是暗的如果是復(fù)色光照射，某些顏色的光因干涉而減弱，另一些如果是復(fù)色光照射，某些顏色的光因干涉而減弱，另一些顏色的光會因干