WK光的颜色色散.ppt

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1、地上的油膜地上的油膜肥皂泡肥皂泡光的颜色光的颜色 色散色散光的光的颜色颜色波长波长(nm)频率频率 f(1014Hz)光的光的颜色颜色波长波长(nm)频率频率 f(1014Hz)红红7606303.94.8绿绿5705005.36.0橙橙6306004.85.0青青蓝蓝5004504504306.16.76.77.0黄黄6005705.05.3紫紫4304007.07.5光的颜色由光的频率决定光的颜色由光的频率决定2 2、光谱：复色光被分解后，各种色光按其波长、光谱：复色光被分解后，各种色光按其波长（频率）有序排列起来，称为这种复色光的光谱。（频率）有序排列起来，称为这种复色光的光谱。 下图是

2、太阳光的光谱。下图是太阳光的光谱。 利用光谱可以知道该光是由哪些波长的光组成。利用光谱可以知道该光是由哪些波长的光组成。这些彩色是怎么形成的这些彩色是怎么形成的,产生的过程都是一样的吗产生的过程都是一样的吗,哪些哪些你能解释你能解释?现象：现象：薄膜两表面反射的光薄膜两表面反射的光互相叠加而形成的明暗相间互相叠加而形成的明暗相间的条纹，的条纹，条纹成水平排列条纹成水平排列二二. .薄膜干涉中的色散薄膜干涉中的色散 1.单色光薄膜干涉单色光薄膜干涉 实验：观察黄光的薄膜干涉实验：观察黄光的薄膜干涉原理原理: :明明明明暗暗暗暗d1d2d3d4 1.1.在薄膜干涉中，前、后表面反射光的在薄膜干涉中

3、，前、后表面反射光的路程差路程差由膜的厚度决定由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方。（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方。2.2.由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉时，时，介质膜应足够薄介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹。，才能观察到干涉条纹。规律分析：规律分析：原理原理: :明明明明暗暗暗暗d1d2d3d42 2、白色（、白色（复色复色）光的薄膜干涉）光的薄膜干涉现象：明暗相间的彩色条纹现象：明暗相间的彩色条纹解释：解释：由于白光是复色光，各色光的波长不同，由于白光是复色光，各色光的波长不同

4、，各色光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同各色光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。的位置相互加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。其它：路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶其它：路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。等昆虫翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。镀层薄膜镀层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

5、，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，这种薄膜叫增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。增透膜。三三. .薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用1.1.增透膜增透膜消弱消弱增透的条件是什么？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？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的厚度至少是入射光在薄膜薄膜中波长的中波长的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，即强绿光的透射，即当白光照到当白光照到(垂直垂直)增透膜上，绿光产生相消干涉，反射

6、增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光波长的光(如红光和紫光如红光和紫光)并没有被完并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色色淡紫色。淡紫色。 三三. .薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用1.1.增透膜增透膜标准样板标准样板待检部件待检部件空气薄层空气薄层取一个透明的标准样板，放在待检查部件表面并在一端垫取一个透明的标准样板，放在待检查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一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空楔形空气膜气膜，用单色光从上面照射，入射光从，用单色光

7、从上面照射，入射光从空气层空气层的的上下表面上下表面反射出两列光形成反射出两列光形成相干光相干光，从反射光中就会看到干涉条纹，从反射光中就会看到干涉条纹三三. .薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用2.2.检查表面的平整程度检查表面的平整程度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；如果观察到的干涉条纹发生弯曲，则表示被检测表面如果观察到的干涉条纹发生弯曲，则表示被检测表面微有凸起或凹下。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平微有凸起或凹下。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达整情况。这种测量精度可达1010-6-6cmcm。(a)

8、(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三三. .薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用2.2.检查表面的平整程度检查表面的平整程度楔性空气薄层楔性空气薄层等厚线等厚线三三. .薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用2.2.检查表面的平整程度检查表面的平整程度2223根据等厚线根据等厚线判断凹凸判断凹凸三三. .薄膜干薄膜干涉的应用涉的应用这个图片说明了什么现这个图片说明了什么现象？通过这个现象有说象？通过这个现象有说明了什么问题呢？明了什么问题呢？一束白光通过三

9、棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、青、一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色组成的光带，这种现象称作蓝、紫各色组成的光带，这种现象称作折射时的色散折射时的色散。一、通过棱镜的光线1.棱镜棱镜:光学研究中用到的截面为三角形的棱镜光学研究中用到的截面为三角形的棱镜,简称为棱镜简称为棱镜,其作用有两个其作用有两个：(1)可以改变光的传播方向可以改变光的传播方向;(2)可以使光发生色散可以使光发生色散.问题:让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，如图所示，试定性画出光通过棱镜的光路图。 i偏折角偏折角A AB BC C五五.折射时的色散折射时的色散 白光是一种复色光白光是一种复

10、色光 棱镜对不同颜色的光折射棱镜对不同颜色的光折射作用不同，对紫光的折射作用不同，对紫光的折射作用最大，对红光的折射作用最大，对红光的折射作用最小作用最小结论：在同一种物质中，不同波长的光波的传结论：在同一种物质中，不同波长的光波的传 播速度不一样，波长越长，波速越慢播速度不一样，波长越长，波速越慢某种玻璃对各种色光的折射率某种玻璃对各种色光的折射率:五五.折射时的色散折射时的色散请预测光带上的颜色（至上而下）请预测光带上的颜色（至上而下）3、棱镜成像：问题：如果隔着棱镜看一个物体，就可以看到物体的像，那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移？分析：将一个物点S放在棱镜前，从物点发出的两条光

11、线经棱镜折射后射出，我们根据光沿直线传播的经验，认为光线是从它们的反向延长线的交点S射出的， S就是S在棱镜中所成的像（如图所示）。这个虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移，物像同侧。特点：隔着棱镜看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱镜顶角方向偏移。 SS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.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

12、 2、用单色光照射肥皂薄膜、用单色光照射肥皂薄膜: :（ ） 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; ; 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。 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; ;A.A.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。巩固练习巩固练习3.3.如图所示为一显示薄膜干涉现象的如图所示为一显示薄膜干涉现象

13、的实验装置，实验装置，P P是附有肥皂膜的铁丝圈，是附有肥皂膜的铁丝圈，S S是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（应是下图中的（ ）A B C D 巩固练习巩固练习4.4.如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的叠加而成的( )( )A Aa a的上表面和

14、的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面D Da a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面如右图所示如右图所示,从点光源从点光源S发出的一细束白光以一定发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射经过三棱镜的折射后发生色散现象后发生色散现象,在光屏的在光屏的ab间形成一条彩色光间形成一条彩色光带带.下面的说法中正确的是下面的说法中正确的是( )A.a侧是红色光侧是红色光,b侧是紫色光侧是紫色光B.在真空中在真空中a侧光的波长小于侧光的波长小于b侧光

15、的波长侧光的波长C.三棱镜对三棱镜对a侧光的折射率大于对侧光的折射率大于对b侧光的折射侧光的折射率率D.在三棱镜中在三棱镜中a侧光的传播速率大于侧光的传播速率大于b侧光的传侧光的传播速率播速率BC 如右图所示如右图所示,用三块完全相同的平板玻璃组成一个用三块完全相同的平板玻璃组成一个等边三角形等边三角形,一束单色光由一束单色光由AB面射入面射入,由由AC面射面射出出,则以下说法正确的是则以下说法正确的是( )A.出射光线方向与入射光线平行出射光线方向与入射光线平行B.出射光向顶角偏折出射光向顶角偏折C.出射光会发生色散出射光会发生色散D.出射光会向底边偏折出射光会向底边偏折A例例1:劈尖干涉是

16、一种薄膜干涉劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如下图甲所示其装置如下图甲所示.将一将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸在一端夹入两张纸片片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂当光垂直入射后直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹干涉条纹有如下特点有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定厚度差恒定

17、,现若在图甲装置中抽去一张纸片现若在图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后入射到新劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹从上往下观察到的干涉条纹( )A.变疏变疏 B.变密变密C.不变不变D.消失消失解析解析:光线在空气薄膜的上下表面上反射光线在空气薄膜的上下表面上反射,并发生干涉并发生干涉,从而从而形成干涉条纹形成干涉条纹.设空气膜顶角为设空气膜顶角为,d1、d2处为两相邻明条处为两相邻明条纹纹,如右图所示如右图所示,则两处光程差分别为则两处光程差分别为x1=2d1,x2=2d2因为因为x2-x1=,2121ddl,ta12n ,l., l,A.2ddltan所

18、以设条纹间距为则由几何关系得即当抽去一张纸片 减小时增大 故选进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或

19、随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉

20、快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅