光的颜色 色散 光 课件

第七节光的颜色色散第十三章光学习目标1．知道白光是由多种色光组成的,了解各色光特性的差别.2．知道薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因，知道其在生产中的应用．3．知道折射中的色散和棱镜对光的偏折作用．4．了解激光的特性和应用．新知初探自主学习一、光的颜色色散1．光的颜色与波长关系不同颜色的光，______不同．2．光的色散与光谱(1)光的色散：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称做复色光．(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其_____的有序排列，就是光谱．波长单色光波长二、色散分类1．薄膜干涉中的色散(1)薄膜干涉中相干光的获得在用黄光做薄膜干涉的实验中，灯焰的像是液膜前后两个面_____的光形成的，这两列光波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的____、恒定的相位差,它们是____光源.(2)薄膜干涉的原理竖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，来自前后两个面的________光所走的________不同．在某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹，因此薄膜上出现了__________的烛焰的像．反射频率相干反射路程差明暗相间2．衍射时的色散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，衍射时不同色光的亮条纹____不同造成的．3．折射时的色散一束白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越_____．彩色位置慢三、激光1．激光的特点及应用特点性质应用相干性激光具有频率______、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性光纤通信平行度好激光的________非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度精确的测距；读取光盘上记录的信息等高亮度它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的_______用激光束切割、焊接;医学上可以用激光做“光刀”;激发核反应等相同平行度能量2.全息照相(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的_____信息．(2)原理：全息照片的拍摄利用了光的_____原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．这要求参考光和物光必须具有很高的______性．(3)观察全息照片时要用_____照射照片，从另一侧面观察.相位干涉相干激光要点探究讲练互动要点一对折射时色散的理解1.

偏向角：射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角θ叫通过棱镜的偏向角，如图所示．2．偏向角与折射率：实验表明，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大．这说明玻璃对不同色光的折射率是不同的．紫光的最大，红光的最小．特别提醒：色散现象的本质是同一种介质对频率不同的复色光的折射率不同,各种色光以相同的入射角射入介质时,折射角不同，折射方向不同，各种色光就分散开来，形成彩色光带．一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是(

)A．把温度计放在光屏上c色光的下方，示数增加最快B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小D．让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中射入某一介质，若b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射例1【答案】

A【方法总结】解决不同色光的折射问题关键是把握折射率与色光波长、频率的关系．跟踪训练1

(2013·高考福建卷)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是(

)解析：选B.解答本题首先要搞清楚七种色光在同一介质中折射率的大小关系，其次还要明确三棱镜有使光线向底边偏折的作用．在玻璃中，有n红<n紫，所以在玻璃中，红光的折射角大于紫光的折射角，故选项A、C错误；三棱镜有使光线向底边偏折的作用，折射率越大的光，越偏向底边，故选项B正确，选项D错误．要点二薄膜干涉及应用1．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，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．2．用干涉法检查平面平整度如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)向空气膜薄方弯曲，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹向空气膜厚方弯曲，如图乙中Q所示．(3)对“增透”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，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”．其实光的干涉将引起整个光波分布的改变，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强．增透膜正是通过“消反”来确保“增透”的．如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光为普通光加滤光片产生的，检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(

)A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面【解析】本题关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a是样本,b是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a、b间的空气薄层反射的，所以选C.【答案】

C例2跟踪训练2登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为ν＝8.1×1014Hz，那么他设计的这种“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：选C.为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强，则光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)，因此，薄膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2.紫外线在真空中的波长是λ＝c/ν＝3.7×10－7m，在膜中的波长λ′＝λ/n＝2.47×10－7m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.寻规探法思维启迪干涉法检查平面中的凹凸情况【范例】如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和Q的情况说明(

)A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷【解析】

A处条纹向左弯曲，说明A处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使A处的条纹弯向左边，故知A