光的色散、激光

1、薄膜干涉薄膜干涉楔性空气薄层楔性空气薄层思考题：同一条纹对应的各点有什么关系，空气薄膜的厚度有什么关系？思考题：同一条纹对应的各点有什么关系，空气薄膜的厚度有什么关系？2223例：利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度例：利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度. .如如图图(a)(a)所示所示, ,现使透明标准板现使透明标准板M M和待检工件和待检工件N N间形成间形成一楔形空气薄层一楔形空气薄层, ,并用单色光照射并用单色光照射, ,可观察到如图可观察到如图(b)(b)所示的干涉条纹所示的干涉条纹, ,条纹的条纹的弯曲处弯曲处P P和和Q Q对应于对应于A A和和B B处处, ,下列判断中正确的是下

2、列判断中正确的是( ). ( ). (A)N(A)N的上表面的上表面A A处向上凸起处向上凸起(B)N(B)N的上表面的上表面B B处向上凸起处向上凸起(C)(C)条纹的条纹的cdcd点对应处的薄膜厚点对应处的薄膜厚度相同度相同(D)(D)条纹的条纹的d d、e e点对应处的薄膜点对应处的薄膜厚度相同厚度相同BCBC 用干涉法检查工件表面的质量时用干涉法检查工件表面的质量时, ,产生产生的干涉条纹是一组平行直线的干涉条纹是一组平行直线, ,若让劈尖的上表若让劈尖的上表面略向上平移面略向上平移, ,如图如图(a)(a)所示所示, ,则干涉条纹将则干涉条纹将_._.若恰当增大劈尖的倾角如图若恰当增

3、大劈尖的倾角如图(b)(b)所示所示, ,则干涉条纹将则干涉条纹将_(_(均选均选填填“变宽变宽”、“变窄变窄”或或“不变不变”).).不变不变变窄变窄 现代光学装置，如摄像机和电影放映机现代光学装置，如摄像机和电影放映机的镜头、潜水艇的望远镜、照相机等，都是的镜头、潜水艇的望远镜、照相机等，都是有许多的光学元件有许多的光学元件透镜、棱镜等组成，透镜、棱镜等组成，进入这些装置的光，在每个元件的表面上都进入这些装置的光，在每个元件的表面上都要受到反射，结果只有入射光的要受到反射，结果只有入射光的10%-20%10%-20%通通过装置，所成的像既暗又不清楚。过装置，所成的像既暗又不清楚。4d4d

4、入射光一般都是白光，是由各种不同波入射光一般都是白光，是由各种不同波长的单色光复合而成的，增透膜能使所用波长的单色光复合而成的，增透膜能使所用波长的光都相互抵消吗？长的光都相互抵消吗？ 不能。因此在确定薄膜厚度时，应该不能。因此在确定薄膜厚度时，应该取中间部分的绿色光，即人的视觉最敏感取中间部分的绿色光，即人的视觉最敏感的光，在垂直入射时完全抵消。这时，可的光，在垂直入射时完全抵消。这时，可见光边缘的红光和紫光并没有显著消弱，见光边缘的红光和紫光并没有显著消弱，所以有增透膜的光学镜头呈淡紫色。所以有增透膜的光学镜头呈淡紫色。1.白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹彩色条纹彩色条纹2.水面上的油

5、膜呈彩色水面上的油膜呈彩色3.3.牛顿环牛顿环二、衍射色散二、衍射色散结论结论:光线向棱镜的底面偏折光线向棱镜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,不同色光在同一媒质中的不同色光在同一媒质中的速度不同（真空除外）速度不同（真空除外）光的颜色光的颜色 红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫偏向角偏向角小小 大大折射率折射率较小较小 较大较大在媒质中在媒质中的光速的光速较大较大 较小较小“彩虹彩虹”是常见的一种色散现象，形成的是常见的一种色散现象，形成的原因是太阳光被悬在空中的许多小水珠原因是太阳光被悬在空中的许多小水珠色散而形成了彩色光带。色散而形成了彩色光带。彩虹的产生彩虹的产生:

6、 :雨后有大量小水滴悬浮在空中雨后有大量小水滴悬浮在空中, ,太阳光投太阳光投射到小水滴上射到小水滴上, ,产生色散现象产生色散现象. . 霓是大气中有时跟虹同时出现的一种光的现象。形成原因霓是大气中有时跟虹同时出现的一种光的现象。形成原因和虹相同，只是光线在水珠中的反射比形成虹时多了一次，彩和虹相同，只是光线在水珠中的反射比形成虹时多了一次，彩带排列的顺序和虹相反，颜色比虹淡，也叫副虹。带排列的顺序和虹相反，颜色比虹淡，也叫副虹。科林说：科林说：“我们当时在结束一次航拍的返程途中，直升机我们当时在结束一次航拍的返程途中，直升机经过一片阵雨区。当我们穿过雨区边缘的时候，太阳正在经过一片阵雨区。

7、当我们穿过雨区边缘的时候，太阳正在落山，位置很低，阳光正好打造出这一奇特的彩虹。它就落山，位置很低，阳光正好打造出这一奇特的彩虹。它就在我们的正前方形成了。在我们的正前方形成了。”如图所示如图所示, ABC, ABC为等腰三棱镜为等腰三棱镜, , 顶角顶角A A的角度为的角度为, , 一条单色光线从一条单色光线从ABAB边射入边射入, , 进入三棱镜内进入三棱镜内的光线与底边的光线与底边BCBC平行平行, , 三棱镜的出射光线与入三棱镜的出射光线与入射光线的偏向角为射光线的偏向角为, , 求该三棱镜的折射率求该三棱镜的折射率n. n. 如如=60=600 0, =30, =300 0, , 那

8、么那么n n为多大为多大? ? 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.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环纹。肥皂泡上呈现的彩色环纹。练习练习AD 返回返回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从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发 生干涉

9、生干涉, ,形成干涉图样。形成干涉图样。C.C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别 反射出来反射出来, ,形成两列波形成两列波, ,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。AC3 3、如图所示为一显示薄膜干涉、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，现象的实验装置，P P是附有肥皂是附有肥皂膜的铁丝圈，膜的铁丝圈，S S是一点燃的酒精是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是皂膜上观察到的干涉图象应

10、是下图中的（下图中的（ ）AB4 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光的强度；增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；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/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/4；D D因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光因为增透膜厚度一般选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，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫紫光反射不能完全抵消的厚度，所

11、以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。色。7 7、将波长为、将波长为的单色光从空气垂直入射到折射率的单色光从空气垂直入射到折射率为为n n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（的厚度最少应为（ ）A A，/4n/4n； B B，/2n/2n； C C，/4/4； D D，/2/2课堂小结课堂小结 一、光的颜色与波长一、光的颜色与波长二、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）第八节第八节 激光激光 1. 1. 物体发光的微观机理：物体发光的微观机理： 物质中的原子受到激发以后，原物质中的原子受到激发以后，原子能

12、量增加，处于不稳定状态，子能量增加，处于不稳定状态，要向低能态要向低能态跃迁跃迁。在向低能态。在向低能态跃跃迁迁的过程中，会发出光。的过程中，会发出光。 某些物质的原子中的粒子受光某些物质的原子中的粒子受光或电刺激，使低能级的原子变成高或电刺激，使低能级的原子变成高能级原子，能级原子，在向低能态跃迁时辐射在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的出相位、频率、方向等完全相同的光，这种光叫作激光。光，这种光叫作激光。2. 2. 激光的产生：激光的产生：3 3、激光的特性及应用、激光的特性及应用1.1.相干性应用：相干性应用：光纤通讯、激光全息技术光纤通讯、激光全息技术2.2.平行度好：平行度好：测距、测速（激光雷达测测距、测速（激光雷达测速）信息存储和阅读（速）信息存储和阅读（DVDDVD、CDCD唱机、计唱机、计算机光盘算机光盘3.3.亮度高：亮度高：工业切割、焊接；医学工业切割、焊接；医学“光光刀刀”、焊接。利用强激光产生的高压引、焊接。利用强激光产生的高压引发核聚变。发核聚变。4 4、全息照相、全息照相参考光参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两束，参考光直接照同一激光束被分成两束，参考光