光的色散、激光

1、薄膜干涉薄膜干涉楔性空氣薄層楔性空氣薄層思考題：同一條紋對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)有什么關(guān)系，空氣薄膜的厚度有什么關(guān)系？思考題：同一條紋對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)有什么關(guān)系，空氣薄膜的厚度有什么關(guān)系？2223例：利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度例：利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度. .如如圖圖(a)(a)所示所示, ,現(xiàn)使透明標(biāo)準(zhǔn)板現(xiàn)使透明標(biāo)準(zhǔn)板M M和待檢工件和待檢工件N N間形成間形成一楔形空氣薄層一楔形空氣薄層, ,并用單色光照射并用單色光照射, ,可觀察到如圖可觀察到如圖(b)(b)所示的干涉條紋所示的干涉條紋, ,條紋的條紋的彎曲處彎曲處P P和和Q Q對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于A A和和B B處處, ,下列判斷中正確的是下

2、列判斷中正確的是( ). ( ). (A)N(A)N的上表面的上表面A A處向上凸起處向上凸起(B)N(B)N的上表面的上表面B B處向上凸起處向上凸起(C)(C)條紋的條紋的cdcd點(diǎn)對(duì)應(yīng)處的薄膜厚點(diǎn)對(duì)應(yīng)處的薄膜厚度相同度相同(D)(D)條紋的條紋的d d、e e點(diǎn)對(duì)應(yīng)處的薄膜點(diǎn)對(duì)應(yīng)處的薄膜厚度相同厚度相同BCBC 用干涉法檢查工件表面的質(zhì)量時(shí)用干涉法檢查工件表面的質(zhì)量時(shí), ,產(chǎn)生產(chǎn)生的干涉條紋是一組平行直線的干涉條紋是一組平行直線, ,若讓劈尖的上表若讓劈尖的上表面略向上平移面略向上平移, ,如圖如圖(a)(a)所示所示, ,則干涉條紋將則干涉條紋將_._.若恰當(dāng)增大劈尖的傾角如圖若恰當(dāng)增

3、大劈尖的傾角如圖(b)(b)所示所示, ,則干涉條紋將則干涉條紋將_(_(均選均選填填“變寬變寬”、“變窄變窄”或或“不變不變”).).不變不變變窄變窄 現(xiàn)代光學(xué)裝置，如攝像機(jī)和電影放映機(jī)現(xiàn)代光學(xué)裝置，如攝像機(jī)和電影放映機(jī)的鏡頭、潛水艇的望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)等，都是的鏡頭、潛水艇的望遠(yuǎn)鏡、照相機(jī)等，都是有許多的光學(xué)元件有許多的光學(xué)元件透鏡、棱鏡等組成，透鏡、棱鏡等組成，進(jìn)入這些裝置的光，在每個(gè)元件的表面上都進(jìn)入這些裝置的光，在每個(gè)元件的表面上都要受到反射，結(jié)果只有入射光的要受到反射，結(jié)果只有入射光的10%-20%10%-20%通通過(guò)裝置，所成的像既暗又不清楚。過(guò)裝置，所成的像既暗又不清楚。4d4d

4、入射光一般都是白光，是由各種不同波入射光一般都是白光，是由各種不同波長(zhǎng)的單色光復(fù)合而成的，增透膜能使所用波長(zhǎng)的單色光復(fù)合而成的，增透膜能使所用波長(zhǎng)的光都相互抵消嗎？長(zhǎng)的光都相互抵消嗎？ 不能。因此在確定薄膜厚度時(shí)，應(yīng)該不能。因此在確定薄膜厚度時(shí)，應(yīng)該取中間部分的綠色光，即人的視覺(jué)最敏感取中間部分的綠色光，即人的視覺(jué)最敏感的光，在垂直入射時(shí)完全抵消。這時(shí)，可的光，在垂直入射時(shí)完全抵消。這時(shí)，可見(jiàn)光邊緣的紅光和紫光并沒(méi)有顯著消弱，見(jiàn)光邊緣的紅光和紫光并沒(méi)有顯著消弱，所以有增透膜的光學(xué)鏡頭呈淡紫色。所以有增透膜的光學(xué)鏡頭呈淡紫色。1.白光的薄膜干涉條紋白光的薄膜干涉條紋彩色條紋彩色條紋2.水面上的油

5、膜呈彩色水面上的油膜呈彩色3.3.牛頓環(huán)牛頓環(huán)二、衍射色散二、衍射色散結(jié)論結(jié)論:光線向棱鏡的底面偏折光線向棱鏡的底面偏折光的色散光的色散光的色散光的色散光的色散光的色散,不同色光在同一媒質(zhì)中的不同色光在同一媒質(zhì)中的速度不同（真空除外）速度不同（真空除外）光的顏色光的顏色 紅紅橙橙黃黃綠綠藍(lán)藍(lán)靛靛紫紫偏向角偏向角小小 大大折射率折射率較小較小 較大較大在媒質(zhì)中在媒質(zhì)中的光速的光速較大較大 較小較小“彩虹彩虹”是常見(jiàn)的一種色散現(xiàn)象，形成的是常見(jiàn)的一種色散現(xiàn)象，形成的原因是太陽(yáng)光被懸在空中的許多小水珠原因是太陽(yáng)光被懸在空中的許多小水珠色散而形成了彩色光帶。色散而形成了彩色光帶。彩虹的產(chǎn)生彩虹的產(chǎn)生:

6、 :雨后有大量小水滴懸浮在空中雨后有大量小水滴懸浮在空中, ,太陽(yáng)光投太陽(yáng)光投射到小水滴上射到小水滴上, ,產(chǎn)生色散現(xiàn)象產(chǎn)生色散現(xiàn)象. . 霓是大氣中有時(shí)跟虹同時(shí)出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象。形成原因霓是大氣中有時(shí)跟虹同時(shí)出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象。形成原因和虹相同，只是光線在水珠中的反射比形成虹時(shí)多了一次，彩和虹相同，只是光線在水珠中的反射比形成虹時(shí)多了一次，彩帶排列的順序和虹相反，顏色比虹淡，也叫副虹。帶排列的順序和虹相反，顏色比虹淡，也叫副虹?？屏终f(shuō)：科林說(shuō)：“我們當(dāng)時(shí)在結(jié)束一次航拍的返程途中，直升機(jī)我們當(dāng)時(shí)在結(jié)束一次航拍的返程途中，直升機(jī)經(jīng)過(guò)一片陣雨區(qū)。當(dāng)我們穿過(guò)雨區(qū)邊緣的時(shí)候，太陽(yáng)正在經(jīng)過(guò)一片陣雨區(qū)。

7、當(dāng)我們穿過(guò)雨區(qū)邊緣的時(shí)候，太陽(yáng)正在落山，位置很低，陽(yáng)光正好打造出這一奇特的彩虹。它就落山，位置很低，陽(yáng)光正好打造出這一奇特的彩虹。它就在我們的正前方形成了。在我們的正前方形成了?！比鐖D所示如圖所示, ABC, ABC為等腰三棱鏡為等腰三棱鏡, , 頂角頂角A A的角度為的角度為, , 一條單色光線從一條單色光線從ABAB邊射入邊射入, , 進(jìn)入三棱鏡內(nèi)進(jìn)入三棱鏡內(nèi)的光線與底邊的光線與底邊BCBC平行平行, , 三棱鏡的出射光線與入三棱鏡的出射光線與入射光線的偏向角為射光線的偏向角為, , 求該三棱鏡的折射率求該三棱鏡的折射率n. n. 如如=60=600 0, =30, =300 0, , 那

8、么那么n n為多大為多大? ? 1 1、下列現(xiàn)象屬于薄膜干涉的有、下列現(xiàn)象屬于薄膜干涉的有: : （ ）A.A.在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋; ; B.B.雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹; ;C.C.陽(yáng)光下通過(guò)三棱鏡得到的彩色條紋陽(yáng)光下通過(guò)三棱鏡得到的彩色條紋D.D.肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色環(huán)紋。肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色環(huán)紋。練習(xí)練習(xí)AD 返回返回2 2、用單色光照射肥皂薄膜、用單色光照射肥皂薄膜: :（ ）A.A.看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋; ;B.B.從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā) 生干涉

9、生干涉, ,形成干涉圖樣。形成干涉圖樣。C.C.一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別 反射出來(lái)反射出來(lái), ,形成兩列波形成兩列波, ,這兩列波頻率相同這兩列波頻率相同, , 所以可以產(chǎn)生干涉所以可以產(chǎn)生干涉; ;D.D.若改用白光照射則看不到干涉條紋。若改用白光照射則看不到干涉條紋。AC3 3、如圖所示為一顯示薄膜干涉、如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P P是附有肥皂是附有肥皂膜的鐵絲圈，膜的鐵絲圈，S S是一點(diǎn)燃的酒精是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后，在肥燈。往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)

10、是下圖中的（下圖中的（ ）AB4 4、有關(guān)光學(xué)儀器上鏡頭的增透膜，下列說(shuō)法正確的是：（、有關(guān)光學(xué)儀器上鏡頭的增透膜，下列說(shuō)法正確的是：（ ）A A增透膜是為了減少光的反射損失而增強(qiáng)透光的強(qiáng)度；增透膜是為了減少光的反射損失而增強(qiáng)透光的強(qiáng)度；B B增透膜的厚度等于入射光在真空中波長(zhǎng)的增透膜的厚度等于入射光在真空中波長(zhǎng)的/4；C C增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波長(zhǎng)的增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波長(zhǎng)的/4；D D因?yàn)樵鐾改ず穸纫话氵x適合綠光反射相互抵消的厚度，紅光因?yàn)樵鐾改ず穸纫话氵x適合綠光反射相互抵消的厚度，紅光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫紫光反射不能完全抵消的厚度，所

11、以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫色。色。7 7、將波長(zhǎng)為、將波長(zhǎng)為的單色光從空氣垂直入射到折射率的單色光從空氣垂直入射到折射率為為n n的透明介質(zhì)膜上，要使透射光得到加強(qiáng)，薄膜的透明介質(zhì)膜上，要使透射光得到加強(qiáng)，薄膜的厚度最少應(yīng)為（的厚度最少應(yīng)為（ ）A A，/4n/4n； B B，/2n/2n； C C，/4/4； D D，/2/2課堂小結(jié)課堂小結(jié) 一、光的顏色與波長(zhǎng)一、光的顏色與波長(zhǎng)二、色散（干涉色散、衍二、色散（干涉色散、衍射色散、折射色散）射色散、折射色散）第八節(jié)第八節(jié) 激光激光 1. 1. 物體發(fā)光的微觀機(jī)理：物體發(fā)光的微觀機(jī)理： 物質(zhì)中的原子受到激發(fā)以后，原物質(zhì)中的原子受到激發(fā)以后，原子能

12、量增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，子能量增加，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，要向低能態(tài)要向低能態(tài)躍遷躍遷。在向低能態(tài)。在向低能態(tài)躍躍遷遷的過(guò)程中，會(huì)發(fā)出光。的過(guò)程中，會(huì)發(fā)出光。 某些物質(zhì)的原子中的粒子受光某些物質(zhì)的原子中的粒子受光或電刺激，使低能級(jí)的原子變成高或電刺激，使低能級(jí)的原子變成高能級(jí)原子，能級(jí)原子，在向低能態(tài)躍遷時(shí)輻射在向低能態(tài)躍遷時(shí)輻射出相位、頻率、方向等完全相同的出相位、頻率、方向等完全相同的光，這種光叫作激光。光，這種光叫作激光。2. 2. 激光的產(chǎn)生：激光的產(chǎn)生：3 3、激光的特性及應(yīng)用、激光的特性及應(yīng)用1.1.相干性應(yīng)用：相干性應(yīng)用：光纖通訊、激光全息技術(shù)光纖通訊、激光全息技術(shù)2.2.平行度好：平行度好：測(cè)距、測(cè)速（激光雷達(dá)測(cè)測(cè)距、測(cè)速（激光雷達(dá)測(cè)速）信息存儲(chǔ)和閱讀（速）信息存儲(chǔ)和閱讀（DVDDVD、CDCD唱機(jī)、計(jì)唱機(jī)、計(jì)算機(jī)光盤(pán)算機(jī)光盤(pán)3.3.亮度高：亮度高：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學(xué)工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學(xué)“光光刀刀”、焊接。利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓引、焊接。利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。發(fā)核聚變。4 4、全息照相、全息照相參考光參考光照相底照相底片片反射光反射光物光物光物物同一激光束被分成兩束，參考光直接照同一激光束被分成兩束，參考光