高二物理光的颜色色散

1、第七节光的颜色色散第七节光的颜色色散课前自主学案课前自主学案不一样不一样小小波长波长波长不同波长不同2光的色散与光谱光的色散与光谱(1)光的色散：白光的双缝干涉条纹是光的色散：白光的双缝干涉条纹是_的，的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分解不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分解了，像这样含有多种颜色的光被分解为了，像这样含有多种颜色的光被分解为_的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光称做复色光(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光光谱：

2、含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其按其_的有序排列，就是光谱的有序排列，就是光谱彩色彩色单色光单色光波长波长二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散1薄膜干涉中相干光的获得薄膜干涉中相干光的获得在用黄光做薄膜干涉的实验中，灯焰的像是液在用黄光做薄膜干涉的实验中，灯焰的像是液膜前后两个面膜前后两个面_的光形成的，这两列光的光形成的，这两列光波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的同的_、恒定的相位差，它们是、恒定的相位差，它们是_光源光源反射反射频率频率相干相干2薄膜干涉的原理薄膜干涉的原理竖直放置的肥皂液膜由于受竖直放置的肥皂液膜由于受_作用，作

3、用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的自前后两个面的_光所走的光所走的_不不同在某些位置，这两列波叠加后相互加强，同在某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了于是出现了_；在另一些位置，叠加；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了后相互削弱，出现了_，因此薄膜，因此薄膜上出现了上出现了_的烛焰的像的烛焰的像重力重力反射反射路程差路程差亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹明暗相间明暗相间三、衍射时的色散三、衍射时的色散用白光进行衍射实验时，得到的是用白光进行衍射实验时，得到的是_条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不条纹，这是由于白光中包含各种

4、颜色的光，不同色光亮条纹的同色光亮条纹的_不同造成的不同造成的彩色彩色位置位置四、折射时的色散四、折射时的色散1.偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的_方向偏折，如图方向偏折，如图1371所示，其中的所示，其中的为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越偏折程度越_底边底边大大图图13712白光通过棱镜时的色散白光通过棱镜时的色散(1)一束白光通过三棱镜后形成如图一束白光通过三棱镜后形成如图1372所示的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、所示的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、_、_、_、靛、紫说明白光是由、靛

5、、紫说明白光是由这七种色光组成的复色光这七种色光组成的复色光黄黄绿绿蓝蓝图图1372(2)结论：白光色散时，结论：白光色散时，_的偏向角最小，的偏向角最小，_偏向角最大这说明同种物质对波长偏向角最大这说明同种物质对波长不同的光的折射率不一样，波长不同的光的折射率不一样，波长_，折射率越大折射率越大(3)在同一种物质中，不同波长的光波的传播速在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度度_，波长越短，波速越慢，波长越短，波速越慢红光红光紫光紫光越小越小不一样不一样核心要点突破核心要点突破一、对光的颜色、色散的理解一、对光的颜色、色散的理解1白光的双缝干涉白光的双缝干涉(1)现象：中央是白条纹，两边是

6、对称分布的彩色现象：中央是白条纹，两边是对称分布的彩色条纹条纹(2)结论：白光是多种单色光组成的复色光结论：白光是多种单色光组成的复色光2光的颜色：在双缝干涉实验中，不同色光发生光的颜色：在双缝干涉实验中，不同色光发生干涉，条纹之间的距离不同，条纹之间的距离与干涉，条纹之间的距离不同，条纹之间的距离与光波的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜光波的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜色的光，波长不同色的光，波长不同即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1白光通过三棱镜发生色散，这说明白光通过三棱镜发生色散，这说明()A不同颜色的光在真空中的光速不同不同颜色的光在真空中的光速不

7、同B对同一介质，红光的折射率比紫光大对同一介质，红光的折射率比紫光大C在同一介质中，红光的光速比紫光大在同一介质中，红光的光速比紫光大D每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光色的光答案：答案：C二、薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析二、薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析1肥皂膜干涉现象肥皂膜干涉现象(1)白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在不同的位

8、置被加强，换句话说，不射的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的重合，因此看起来是彩色的(2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，从前后两表面反射的光路程差薄膜的厚度相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向纹应为水平方向2检查平面平整度检查平面平整度(1)原理：如

9、图原理：如图1373所示，在被测平面上放所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层用单色光照射时，空气层的上、形空气薄层用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉空气厚下两个表面反射的两列光波发生干涉空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，测面是平的，干涉条纹就是一组

10、平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平平图图1373(2)被测平面凹下或凸起的形象判断法被测平面凹下或凸起的形象判断法即使理解了上面的原理，许多同学在判断时也即使理解了上面的原理，许多同学在判断时也时常犯错误，下面给出一种形象的判断方法时常犯错误，下面给出一种形象的判断方法矮人行走法，即把干涉条纹看成矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人矮人”的的行走轨迹让一个小矮人在两板间沿着一条条行走轨迹让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：在行走过程中：若某处有一凹下

11、，条纹向薄膜尖端弯曲若某处有一凹下，条纹向薄膜尖端弯曲若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲(3)对对“增透增透”的理解：如果用宏观的思维方式的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是射光的强度，因此，此过程只是“消反消反”，却，却不能不能“增透增透”其实光的干涉将引起整个光场其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强增透膜正是通过

12、强增透膜正是通过“消反消反”来确保来确保“增透增透”的的即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.如图如图1374所示，一束白光从左侧射入肥所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是皂薄膜，下列说法中正确的是()A人从右侧向左看，可以看到彩色条纹人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B人从左侧向右看，可以看到彩色条纹人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C彩色条纹水平排列彩色条纹水平排列D彩色条纹竖直排列彩色条纹竖直排列图图1374解析：解析：选选BC.一束白光射到薄膜上，经前后两一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左个面反射回来的光相遇，产生干涉

13、现象，从左侧向右看可看到彩色条纹又由于薄膜同一水侧向右看可看到彩色条纹又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的的课堂互动讲练课堂互动讲练折射中的色散现象折射中的色散现象(2011年高考大纲全国卷年高考大纲全国卷)雨后太阳光入射到雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图图1375中的圆代表水滴过球心的截面，入射中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是不同颜色的出射光线，则它们可

14、能依次是()A紫光、黄光、蓝光和红光紫光、黄光、蓝光和红光B紫光、蓝光、黄光和红光紫光、蓝光、黄光和红光C红光、蓝光、黄光和紫光红光、蓝光、黄光和紫光D红光、黄光、蓝光和紫光红光、黄光、蓝光和紫光图图1375【思路点拨思路点拨】同一介质对不同的色光有不同同一介质对不同的色光有不同的折射率，介质对频率大、波长短的光折射率的折射率，介质对频率大、波长短的光折射率大，按折射率从小到大依次排列为：红、橙、大，按折射率从小到大依次排列为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫黄、绿、蓝、靛、紫【自主解答自主解答】由可见光的折射率知，红、橙、由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增黄、绿、

15、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知大，由题图知ad折射率依次减小，故折射率依次减小，故A、C、D错，错，B对对【答案答案】B【方法总结方法总结】分析不同色光折射问题时，应分析不同色光折射问题时，应从折射率大小关系入手，根据折射定律，采取从折射率大小关系入手，根据折射定律，采取对比法画出各色光的折射示意图是判断此类问对比法画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基础，同时也便于观察二次折射题的基础，同时也便于观察二次折射(或反射或反射)的入射角的入射角变式训练变式训练1发出白光的细线光源发出白光的细线光源ab，长度为，长度为l0，竖直放置，上端竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图恰好在水

16、面以下，如图1376.现考虑线光源现考虑线光源ab发出的靠近水面法线发出的靠近水面法线(图中的虚图中的虚线线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，表示红光成的像的长度，l2表表示蓝光成的像的长度，则示蓝光成的像的长度，则()Al1l0l2Bl1l2l0Cl2l1l0 Dl2l1l0图图1376解析：解析：选选D.作出自作出自b点发出一条光线的出射光点发出一条光线的出射光线，反向延长后与线，反向延长后与ab的交点在的交点在b点的上方由点的上方由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，所以成像较短，故折的角度大，所以成像较短，故D对对如图如图1377甲所示，用单色光照射透明甲所示，用单色光照射透明标准板标准板M来检查被检体来检查被检体N的上表面的平直情况，的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和和Q的情的情况说明况说明()AN的上表面的上表面A处向上凸起处向上凸起BN的上表面的上表面B处向上凸起处向上凸起CN的上表面的上表面A处向下凹陷处向下凹陷DN的上表面的上表面B处向下凹陷处向下凹陷薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用图图1377【精讲精析精讲精析】A处条纹向