光的顏色 色散 光 課件

第七節(jié)光的顏色色散第十三章光學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道白光是由多種色光組成的,了解各色光特性的差別.2．知道薄膜干涉條紋特點，能解釋薄膜干涉的成因，知道其在生產(chǎn)中的應(yīng)用．3．知道折射中的色散和棱鏡對光的偏折作用．4．了解激光的特性和應(yīng)用．新知初探自主學(xué)習(xí)一、光的顏色色散1．光的顏色與波長關(guān)系不同顏色的光，______不同．2．光的色散與光譜(1)光的色散：含有多種顏色的光被分解為_______的現(xiàn)象，叫做光的色散，含有多種顏色的光通常稱做復(fù)色光．(2)光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其_____的有序排列，就是光譜．波長單色光波長二、色散分類1．薄膜干涉中的色散(1)薄膜干涉中相干光的獲得在用黃光做薄膜干涉的實驗中，燈焰的像是液膜前后兩個面_____的光形成的，這兩列光波也是一個光源分解而成的，所以它們具有相同的____、恒定的相位差,它們是____光源.(2)薄膜干涉的原理豎直放置的肥皂液膜由于受重力作用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，來自前后兩個面的________光所走的________不同．在某些位置，這兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)了亮條紋；在另一些位置，疊加后相互削弱，出現(xiàn)了暗條紋，因此薄膜上出現(xiàn)了__________的燭焰的像．反射頻率相干反射路程差明暗相間2．衍射時的色散用白光進(jìn)行衍射實驗時，得到的是______條紋，這是由于白光中包含各種顏色的光，衍射時不同色光的亮條紋____不同造成的．3．折射時的色散一束白光通過棱鏡折射后，由上到下的色光順序為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫．在同一種物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不一樣，波長越短，波速越_____．彩色位置慢三、激光1．激光的特點及應(yīng)用特點性質(zhì)應(yīng)用相干性激光具有頻率______、相位差恒定、偏振方向一致的特點，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性光纖通信平行度好激光的________非常好，傳播很遠(yuǎn)的距離仍能保持一定的強(qiáng)度精確的測距；讀取光盤上記錄的信息等高亮度它可以在很小的范圍和很短的時間內(nèi)集中很大的_______用激光束切割、焊接;醫(yī)學(xué)上可以用激光做“光刀”;激發(fā)核反應(yīng)等相同平行度能量2.全息照相(1)與普通照相技術(shù)的比較：普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的能量強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還記錄了光波的_____信息．(2)原理：全息照片的拍攝利用了光的_____原理，使參考光和物光在底片上相遇，發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋．這要求參考光和物光必須具有很高的______性．(3)觀察全息照片時要用_____照射照片，從另一側(cè)面觀察.相位干涉相干激光要點探究講練互動要點一對折射時色散的理解1.

偏向角：射出棱鏡的光線與入射光線方向的夾角θ叫通過棱鏡的偏向角，如圖所示．2．偏向角與折射率：實驗表明，白光色散時，紅光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．這說明玻璃對不同色光的折射率是不同的．紫光的最大，紅光的最?。貏e提醒：色散現(xiàn)象的本質(zhì)是同一種介質(zhì)對頻率不同的復(fù)色光的折射率不同,各種色光以相同的入射角射入介質(zhì)時,折射角不同，折射方向不同，各種色光就分散開來，形成彩色光帶．一束細(xì)白光通過玻璃三棱鏡折射后，在豎直放置的光屏上形成了如圖所示的光譜，其中a、c為光譜的邊緣色光，關(guān)于a、b、c三種色光，下列說法正確的是(

)A．把溫度計放在光屏上c色光的下方，示數(shù)增加最快B．若分別讓a、b、c三色光通過一雙縫干涉裝置，則a光形成的干涉條紋的間距最大C.a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越小D．讓a、b、c三色光以同一入射角，從空氣中射入某一介質(zhì)，若b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射例1【答案】

A【方法總結(jié)】解決不同色光的折射問題關(guān)鍵是把握折射率與色光波長、頻率的關(guān)系．跟蹤訓(xùn)練1

(2013·高考福建卷)一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡．下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是(

)解析：選B.解答本題首先要搞清楚七種色光在同一介質(zhì)中折射率的大小關(guān)系，其次還要明確三棱鏡有使光線向底邊偏折的作用．在玻璃中，有n紅<n紫，所以在玻璃中，紅光的折射角大于紫光的折射角，故選項A、C錯誤；三棱鏡有使光線向底邊偏折的作用，折射率越大的光，越偏向底邊，故選項B正確，選項D錯誤．要點二薄膜干涉及應(yīng)用1．肥皂膜干涉現(xiàn)象(1)白光的干涉圖樣是彩色的：豎直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同顏色的光的波長不同，從前后兩個表面反射的光，在不同的位置被加強(qiáng)，換句話說,不同顏色的光對應(yīng)亮條紋的位置不同，不能完全重合，因此看起來是彩色的．(2)條紋是水平方向的：因為在同一水平高度處，薄膜的厚度相同，從前后兩表面反射的光路程差均相同，如果此時兩反射光互相加強(qiáng)，則此高度水平方向各處均加強(qiáng)，因此，明暗相間的干涉條紋應(yīng)為水平方向．2．用干涉法檢查平面平整度如圖甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的．如果被測表面某處凹下，則對應(yīng)亮條紋(或暗條紋)向空氣膜薄方彎曲，如圖乙中P條紋所示；如果某處凸起來，則對應(yīng)條紋向空氣膜厚方彎曲，如圖乙中Q所示．(3)對“增透”的理解：如果用宏觀的思維方式來理解，兩束反射光相互抵消，并沒有增加透射光的強(qiáng)度，因此，此過程只是“消反”，卻不能“增透”．其實光的干涉將引起整個光波分布的改變，但總的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增強(qiáng)．增透膜正是通過“消反”來確?！霸鐾浮钡模鐖D所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光為普通光加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的條紋是由下列哪兩個表面反射的光線疊加而成的(

)A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上表面和b的上表面C．a(chǎn)的下表面和b的上表面D．a(chǎn)的下表面和b的下表面【解析】本題關(guān)鍵是找到使光線發(fā)生干涉的薄膜，本題中a是樣本,b是被檢查的平面，而形成干涉的兩束反射光是a、b間的空氣薄層反射的，所以選C.【答案】

C例2跟蹤訓(xùn)練2登山運(yùn)動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p傷視力，有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率為ν＝8.1×1014Hz，那么他設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是(

)A．9.25×10－8mB．1.85×10－7mC．1.23×10－7mD．6.18×10－8m解析：選C.為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射出來形成的光疊加后加強(qiáng)，則光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)，因此，薄膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的1/2.紫外線在真空中的波長是λ＝c/ν＝3.7×10－7m，在膜中的波長λ′＝λ/n＝2.47×10－7m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.尋規(guī)探法思維啟迪干涉法檢查平面中的凹凸情況【范例】如圖甲所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來檢查被檢體N的上表面的平直情況，觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示，條紋中的P和Q的情況說明(

)A．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】

A處條紋向左彎曲，說明A處空氣膜的厚度增大，與它右邊的相同，使A處的條紋彎向左邊，故知A