高二物理课件《光的颜色色散》.ppt

光的颜色光的颜色 色散色散水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色红光红光白光白光 各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波长（或各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波长（或频率）用白光做双缝干涉实验，由于白光内各种单色光的频率）用白光做双缝干涉实验，由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹一、光的颜色一、光的颜色 色散色散1.1.不同颜色的光，波长不同不同颜色的光，波长不同2.2.白光双缝干涉条纹特点：白光双缝干涉条纹特点：(1)(1)彩色条纹彩色条纹;(2);(2)中央明条纹是白色的中央明条纹是白色的3.3.光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象光的现象4.4.人眼视网膜上的两种感光细胞人眼视网膜上的两种感光细胞人眼视网膜上的两种感光细胞人眼视网膜上的两种感光细胞视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）的光。的光。的光。的光。我们知道：波速等于波长和频率的乘积，这个关系对我们知道：波速等于波长和频率的乘积，这个关系对一切波都是适用的不同的色光在真空中的传播速度相同，一切波都是适用的不同的色光在真空中的传播速度相同，所以波长不同的色光，它们的频率也不同：波长越长，频所以波长不同的色光，它们的频率也不同：波长越长，频率越小；波长越短，频率越大各色光在真空中的频率的率越小；波长越短，频率越大各色光在真空中的频率的范围见下表：范围见下表：点击画面观看动画 让让一一束束光光经经薄薄膜膜的的两两个个表表面面反反射射后后，形形成的两束反射光产生的干涉现象叫成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉薄膜干涉二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散 1 1、在在薄薄膜膜干干涉涉中中，前前、后后表表面面反反射射光光的的路路程程差差由由膜膜的的厚厚度度决决定定，所所以以薄薄膜膜干干涉涉中中同同一一明明条条纹纹（暗暗条条纹纹）应应出出现现在在膜膜的的厚厚度度相相等等的的地地方方由由于于光光波波波波长长极极短短，所所以以微微薄薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹 2 2、用用手手紧紧压压两两块块玻玻璃璃板板看看到到彩彩色色条条纹纹，阳阳光光下下的的肥肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉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水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色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取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹标准样板标准样板待检部件待检部件空气薄层空气薄层如如果果被被检检表表面面是是平平的的，产产生生的的干干涉涉条条纹纹就就是是平平行行的的,如如图图（b b）所所示示；如如果果观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹如如图图（c c）所所示示，则则表表示示被被检检测测表表面面微微有有凸凸起起或或凹凹下下，这这些些凸凸起起或或凹凹下下的的地地方方的的干干涉涉条条纹纹就就弯弯曲曲。从从弯弯曲曲的的程程度度就就可可以以了了解解被被测测表表面面的平整情况。这种测量精度可达的平整情况。这种测量精度可达1010-6-6cmcm。(a)(b)(c)单色光单色光标准样板标准样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薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用（二）（二）增透膜增透膜镀层镀层薄膜薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁一般用氟化镁)。当。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。1、增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？、增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？2、是否对所有颜色的光都有增透的作用？、是否对所有颜色的光都有增透的作用？薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/41/4。因为人眼对绿光最敏感，所以一般增因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的在薄膜中波长的1/41/4。由于其它色光不。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。镜头呈淡紫色。增反膜增反膜?常用的棱镜是横截面积为三角形的三棱镜，通常简常用的棱镜是横截面积为三角形的三棱镜，通常简称为棱镜棱镜可以改变光的传播方向，还可以使光发称为棱镜棱镜可以改变光的传播方向，还可以使光发生色散生色散三、折射时的色散三、折射时的色散 通过实验或作光路可知（如图），从玻璃棱镜的一个侧面射出的光线从另一侧面射出时向底面偏折偏折角度不仅与棱镜材料的折射率有关，还跟入射角底大小有关点击画面观看动画一束白光经过棱镜后会发生色散白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带，红光在上端，紫光在最下端，不同色光通过棱镜的后的偏折角度不同是因为棱镜材料对不同色光的折射率不同n n由由由由n=c/vn=c/v知；在同一物质中，不同波长的光波的传播知；在同一物质中，不同波长的光波的传播知；在同一物质中，不同波长的光波的传播知；在同一物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短（频率越大），波速越慢。速度不一样，波长越短（频率越大），波速越慢。速度不一样，波长越短（频率越大），波速越慢。速度不一样，波长越短（频率越大），波速越慢。1如图所示，截面为如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是：光带，可能是：A紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽 B紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽 C红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽 D红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽CD2如图如图21甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是：的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是：A干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的加形成的 B干涉现象是由于凸透镜与玻璃之间空气膜的上表面反射光和干涉现象是由于凸透镜与玻璃之间空气膜的上表面反射光和空气膜的下表面反射光叠加形成的空气膜的下表面反射光叠加形成的C干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的BC3下列说法正确的是：下列说法正确的是：A用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象偏振现象 D雨后的彩虹是由于光的色散现象形成的雨后的彩虹是由于光的色散现象形成的BD