高二物理選修3-4-13.7-光的顏色-色散

第十三章光一、光的顏色色散光的顏色決定因素：由頻率決定光的色散定義：含有各種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。3.光譜：含有各種顏色的光被分解后，各色光按其波長的有序排列，就是光譜。肥皂液薄膜在陽光下呈彩色生活中常見的干涉現(xiàn)象二.薄膜干涉中的色散薄膜干涉實驗4、像上出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋5、隨著時間的推移，條紋間距越來大。1、點燃酒精燈，并在酒精燈火焰里灑一些食鹽。3、在火焰的同側(cè)觀察火焰的反射像。2、用金屬環(huán)在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。2、單色光的薄膜干涉圖樣是？3、白光的薄膜干涉圖樣是怎樣？思考：1、為什么會有明暗相間的條紋？4、條紋間距離與什么因素有關(guān)？白光的薄膜干涉條紋——彩色條紋水面上的油膜呈彩色形狀和顏色是怎樣的呢？怎樣形成的呢？由于重力的作用，肥皂薄膜將形成上薄下厚的楔形。光從薄膜的前后兩個表面反射出來兩個光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干涉。原理前表面后表面光程差為波長的整數(shù)倍，即膜的厚度滿足半波長的整數(shù)倍.形成亮條紋。光程差為半波長的奇數(shù)倍，形成暗條紋。即膜的厚度滿足1/4波長的奇數(shù)倍.原理為什么白光照射時是彩色條紋?d=nλ/2d=(2n+1)λ/4膜的厚度對條紋間距的影響?二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因出現(xiàn)薄膜干涉條紋的條件是介質(zhì)膜足夠薄說明眼睛要與光源在同一側(cè)才能觀察到薄膜干涉條紋應(yīng)用1.檢查物體表面的平整程度2.增透膜如果被檢表面是平的，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的,如圖（b）所示；如果觀察到的干涉條紋如圖（c）所示，則表示被檢測表面微有凸起或凹下，這些凸起或凹下的地方的干涉條紋就彎曲。從彎曲的程度就可以了解被測表面的平整情況。這種測量精度可達10-6cm。(a)(b)(c)單色光標準樣板薄片被檢測平面注：薄片厚度一般僅為零點零幾毫米左右，只相當于一張紙片的厚度薄膜干涉的應(yīng)用1——檢查表面的平整程度楔性空氣薄層標準樣板被檢測平面光在空氣層的上下表面發(fā)生反射,這兩束反射光發(fā)生干涉.如果被檢測表面的平整的,將看到與底線平行的干涉條紋.等厚線根據(jù)等厚線判斷凹凸2.增透膜增透膜薄膜厚度增透膜：在透鏡表面涂上一層薄膜，當薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長的1/4時，從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個波長，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強了透射光的能量，稱為增透膜。照相機和攝象機的鏡頭常常呈現(xiàn)淡紫色,為什么?思考膜的厚度為綠光在膜中波長的1/4因為人眼對綠光最敏感，所以一般增強綠光的透射，即薄膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射較強，這樣的鏡頭呈淡紫色。干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環(huán)

干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的3、牛頓環(huán)二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因2.薄膜干涉的應(yīng)用（1）用干涉法檢查表面的平整程度（2）增透膜：薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波長的1/4。牛頓環(huán)

3.牛頓環(huán)三、衍射時的色散用白光做光的單縫衍射實驗，得到的條紋是彩色的。這是因為白光中包含了各種顏色的光，衍射時不同色光的亮條紋位置不同，于是各種色光就區(qū)分開了。這個現(xiàn)象是光在衍射時的色散。白光的單縫衍射圖樣四.折射時光的色散棱鏡：常見的棱鏡截面為三角形，

有的棱鏡為梯形，通常稱為棱鏡。思考：三棱鏡對光路有什么作用呢？對物體成像有什么作用？θθ(1)光束通過三棱鏡總是向底面偏折2、棱鏡對單色光的作用偏折角度結(jié)論：透鏡材料的折射率越大，偏折角越大（3）棱鏡能改變光的傳播方向，但不改變光束的性質(zhì)。（2）三棱鏡成像總是向頂角偏折前提：由真空（空氣）射入玻璃折射時光的色散:實驗：一束白光經(jīng)過棱鏡后會發(fā)生什么現(xiàn)象?這一現(xiàn)象說明了什么問題？

現(xiàn)象：白光經(jīng)過棱鏡后在光屏上形成一條彩色的光帶（紅光在上端，紫光在最下端)結(jié)論：①白光是由不同顏色的光組成的。②棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大。四、折射時的色散2.三棱鏡對單色光的作用（改變光的傳播方向）3.三棱鏡對復(fù)色光的作用（使復(fù)色光發(fā)生色散）定義：一束白光通過三棱鏡后會擴展成由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫各色組