光的颜色、色散.ppt

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1、学习目标学习目标： 1、知道什么是色散现象。、知道什么是色散现象。 2、观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉能产生色散，并、观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉能产生色散，并能利用它来解释生活中的相关现象。能利用它来解释生活中的相关现象。 3、知道棱镜折射能产生色散，认识对同一介质，不同、知道棱镜折射能产生色散，认识对同一介质，不同颜色的光折射率不同。颜色的光折射率不同。重点难点重点难点： 本节的重点是薄膜干涉、白光通过三棱镜本节的重点是薄膜干涉、白光通过三棱镜的折射情况。的折射情况。学习方法学习方法： 自主学习合作探究教师引导。自主学习合作探究教师引导。 自学检查自学检查一、光的颜色 色散（1）在双缝干

2、涉实验中，由条纹间距x与光波的波长关系为_ x =_L入d_，可推知不同颜色的光，其波长_不同_，光的颜色由光的_频率_决定，当光发生折射时，光速发生变化，而颜色不变。（2）色散现象是指：含有多种颜色的光被分解为_单色光_的现象。（3）光谱：含有多种颜色的光被分解后各种色光按其_波长_的大小有序排列。二、薄膜干涉中色散以肥皂液膜获得的干涉现象为例：（1）相干光源是来自前后两个表面的_反射光_，从而发生干涉现象。（2）明暗条纹产生的位置特点：来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了_亮条纹_，反之则出现暗条纹。三、折射时的色散（1）一束光线射入棱镜经_

3、2_次折射后，出射光将向它的横截面的_底边_方向偏折。物理学中把角叫偏向角，表示光线的偏折程度。（2）白光通过棱镜发生折射时，_红_光的偏向角最小，_紫_光的偏向角最大，这说明透明物体对于波长不同的光的折射率不一样，波长越小，折射率越_大_。（3）在同一种物质中，不同波长的光波传播速度_不同_，波长越短，波速越_小_。一、实验探究薄膜干涉原理及条纹特点。一、实验探究薄膜干涉原理及条纹特点。二、薄膜干涉的应用一：利用光的干涉检查面的平整度时，二、薄膜干涉的应用一：利用光的干涉检查面的平整度时，弯曲的干涉条纹说明被检查的平面在此处是凹下还是凸出？弯曲的干涉条纹说明被检查的平面在此处是凹下还是凸出？

4、三、薄膜干涉的应用二：增透膜的工作原理。三、薄膜干涉的应用二：增透膜的工作原理。四、白色光通过三棱镜后为什么会分为各种色光？四、白色光通过三棱镜后为什么会分为各种色光？讨论探究：15分钟观察实验现象，并讨论：观察实验现象，并讨论：1、相干光源是如何获得的？相干光源是如何获得的？2、在薄膜的哪一侧可观察干涉现象？、在薄膜的哪一侧可观察干涉现象？3、薄膜干涉产生的原因是什么？薄膜干涉产生的原因是什么？4、如果用白光照射，会发生什么现象？、如果用白光照射，会发生什么现象？5、举例生活中还有哪些薄膜干涉现象？、举例生活中还有哪些薄膜干涉现象？实验一、薄膜干涉中的色散实验一、薄膜干涉中的色散白光的薄膜干

5、涉白光的薄膜干涉条纹条纹彩色条彩色条纹纹水面上的油膜呈水面上的油膜呈彩色彩色如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的, ,如图如图（b b）所示；如果观察到的干涉条纹如图（）所示；如果观察到的干涉条纹如图（c c）所示，则表示被）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达测量精度可达1010-6-6cmcm。(a) (b) 单色光单色光标准样板标准样

6、板薄片薄片被检测平面被检测平面注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度薄膜干涉的薄膜干涉的应用（一）应用（一）检查表面的平整程度检查表面的平整程度(C )镀层镀层薄膜薄膜在透镜（棱镜）的表面镀一层厚度均匀的介质在透镜（棱镜）的表面镀一层厚度均匀的介质薄膜（氟化镁），当薄膜的厚度适当时，在薄薄膜（氟化镁），当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射回的光恰好相差半个波长，膜的两个表面上反射回的光恰好相差半个波长，干涉的结果是光振动相互抵消，这就大大减小干涉的结果是光振动相互抵消，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光

7、的强度，这种薄光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫膜叫增透膜增透膜。薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用（二）（二）增透膜增透膜1、厚度为黄绿色光在介质中、厚度为黄绿色光在介质中波长的四分之一。波长的四分之一。2、镜头呈淡紫色（紫红色）、镜头呈淡紫色（紫红色）3、增加光的透过性、增加光的透过性实验二、折射现象中的色散实验二、折射现象中的色散观察实验现象，讨论如下问题：观察实验现象，讨论如下问题：1、太阳光经棱镜折射后发生色散的原因是什么？、太阳光经棱镜折射后发生色散的原因是什么？2、各色光的在棱镜中的、各色光的在棱镜中的折射率折射率如何变化？如何变化？3、棱镜在改变光线的传播路径上有什么规律？

8、、棱镜在改变光线的传播路径上有什么规律？棱镜折射的棱镜折射的应用：对光线的应用：对光线的偏折作用及棱镜成像偏折作用及棱镜成像一、光的颜色一、光的颜色 色散色散1. 光的颜色：光的颜色：由光的频率决定。由光的频率决定。2. 光的色散：光的色散：含有各种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。含有各种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。3. 光谱：光谱：含有各种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列。含有各种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列。总结：从红光到紫光，其折射率、频率、在同种介质中的波长和传播速总结：从红光到紫光，其折射率、频率、在同种介质中的波长和传播速度的变化规律

9、？度的变化规律？折射率增大频率增大波长减小传播速度减小二、色散现象产生的原因二、色散现象产生的原因1、双缝干涉、双缝干涉2、薄膜干涉、薄膜干涉3、棱镜折射、棱镜折射现象现象原理原理应用：应用：检查平整度；增透膜。检查平整度；增透膜。现象现象原理：原理：各单色光的波长不同，条纹间距不同。各单色光的波长不同，条纹间距不同。现象现象原因：原因：各单色光的折射率不同各单色光的折射率不同巩固练习巩固练习1 1、下列现象属于薄膜干涉的有、下列现象属于薄膜干涉的有: : （ ）A.A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹在水面上的油膜呈现的彩色花纹; ; B.B.雨后天空中呈现的彩虹雨后天空中呈现的彩虹; ;C.C

10、.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹D.D.肥皂泡上呈现的彩色条纹。肥皂泡上呈现的彩色条纹。2 2、用单色光照射肥皂薄膜、用单色光照射肥皂薄膜: :（ ）A.A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹看到的干涉图样是明暗相间的条纹; ;B.B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉, ,形成形成干涉图样。干涉图样。C.C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来, ,形形成两列波成两列波, ,这两列波频率相同这两列波频率相同, ,所以可以产生干涉所以可以产生干涉; ;D.D.若改用白

11、光照射则看不到干涉条纹。若改用白光照射则看不到干涉条纹。巩固练习巩固练习3 3、一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，、一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图。其出射光线都由圆心玻璃砖为半圆形，如图。其出射光线都由圆心O O点沿点沿OCOC方向射出，则（方向射出，则（ ）A A、AOAO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间较短是红光，它穿过玻璃砖所需的时间较短B B、AOAO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间较长是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间较长C C、BOBO是是红光，它穿过玻璃砖所需的时间较长红光，它穿过玻璃砖所需的时间较长D、BOBO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间较短是

12、紫光，它穿过玻璃砖所需的时间较短ABoC4 4、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：A. A. 增透膜是为了减少光的反射损失而增强透射光的强度；增透膜是为了减少光的反射损失而增强透射光的强度；B. B. 增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/41/4；C. C. 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/41/4；D. D. 因为增透膜一般选择适合绿光反射相互抵消的厚度，红光因为增透膜一般选择适合绿光反射相互抵消的厚度，红光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜

13、的镜头呈淡紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。紫色。5 5、将波长为、将波长为的单色光从空气垂直入射到折射率为的单色光从空气垂直入射到折射率为n n的透的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（ ）A A，/4n/4n； B B，/2n/2n； C C，/4/4； D D，/2/2巩固练习巩固练习6 6、（03上海卷）上海卷）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1 1所示。将所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一

14、端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。干涉条纹有如从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。干涉条纹有如下特点：下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气现若在装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（ ） A.A.变稀疏变稀疏 B. B.变紧密变紧密 C. C.不变不变 D. D.消失消失巩固练习巩固练习巩固练习巩固练习7 7、一个半径较大的透明玻璃球体，如截去其上面的一大部、一个半径较大的透明玻璃球体，如截去其上面的一大部分，然后将剩余部分放到标准的水平面上，让单色光竖直分，然后将剩余部分放到标准的水平面上，让单色光竖直射向界面，如图。在反射光中看到的是：射向界面，如图。在反射光中看到的是：A A、平行的、明暗相间的干涉条纹、平行的、明暗相间的干涉条纹B B、环形的、明暗相间的干涉条纹、环形的、明暗相间的干涉条纹C C、只能看到同颜色的平行反射光、只能看到同颜色的平行反射光D D、一片黑暗、一片黑暗