光的颜色色散.ppt

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1、光的颜色色散 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望光的色散：光的色散：光的色散：光的色散：含有多种颜色的光被含有多种颜色的光被含有多种颜色的光被含有多种颜色的光被分解为单色光分解为单色光分解为单色光分解为单色光的现象的现象的现象的现象。各色光在真空中的波长、频率各色光在真空中的波长、频率各色光在真空中的波长、频率各色光在真空中的波长、频率光的光的颜色颜色波长波长nm频率频率1014Hz光的光的颜色颜色波长波长nm频率频率1014Hz红红770-6203.

2、9-4.8绿绿580-4905.2-6.1橙橙620-6004.8-5.0蓝蓝-靛靛490-4506.1-6.7黄黄600-5805.0-5.2紫紫450-4006.7-7.5一、折射中的色散一、折射中的色散1、棱镜：各平面相交的透明体叫做棱镜。、棱镜：各平面相交的透明体叫做棱镜。横截面为三角形的棱镜叫横截面为三角形的棱镜叫 三棱镜三棱镜。通常所说的通常所说的棱镜棱镜指三棱镜。指三棱镜。光路图：让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个光路图：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。侧面，如图所示，试定性画出光通过棱镜的光路图。棱镜成像：棱镜成像：问题：如果

3、隔着棱镜看一个物体，就可以看到物体的问题：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？像，那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移？SS2.实验探究：一束白光经过棱镜后会发生什么现象实验探究：一束白光经过棱镜后会发生什么现象?这一现象说明了什么问题？这一现象说明了什么问题？现象现象：白白光经过棱镜光经过棱镜后在光屏上后在光屏上形成一条彩形成一条彩色的光带色的光带（红光在上红光在上端端，紫光在紫光在最下端最下端)结论结论：棱镜材料对不同色光的折射率不同，棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。对红光的折射率最小，对紫

4、光的折射率最大。紫光频率最大，红光频率最小；不同介质紫光频率最大，红光频率最小；不同介质中，光的频率不变中，光的频率不变同种介质中红光波长最长，紫光波长最小同种介质中红光波长最长，紫光波长最小各色光在真空中光速相同各色光在真空中光速相同，但在其它介质，但在其它介质中速度各不相同，在同一种介质中，紫光中速度各不相同，在同一种介质中，紫光速度最小，红光速度最大速度最小，红光速度最大棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。光的折射率最小，对紫光的折射率最大。物理量 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫频率折射率同种介质中光速同种介质中波长逐增

5、逐增逐减逐减逐增逐增变化趋势变化趋势逐增逐增光光谱谱：复复色色光光被被分分解解后后，各各种种色色光光按按其其波波长长（频频率率）有有序序排排列列起起来来，称称为为这这种种复复色色光光的的光光谱。谱。下图是太阳光的光谱。下图是太阳光的光谱。利利用用光光谱谱可可以以知知道道该该光光是是由由哪哪些些波波长长的的光光组组成。成。1、观察肥皂液薄膜烛焰像上是否有条纹？、观察肥皂液薄膜烛焰像上是否有条纹？2、观察条纹的方向，是竖直还是水平？想想、观察条纹的方向，是竖直还是水平？想想为什么？为什么？3、随着时间的推移，条纹有什么变化？、随着时间的推移，条纹有什么变化？二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散

6、观察结果观察结果1、像上出现明暗相间的条纹、像上出现明暗相间的条纹2、随着时间的推移，条纹间距越来大。、随着时间的推移，条纹间距越来大。二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散由于重力的作用，肥由于重力的作用，肥由于重力的作用，肥由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下皂薄膜将形成上薄下皂薄膜将形成上薄下皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。厚的楔形。厚的楔形。厚的楔形。光从薄膜的前后两个光从薄膜的前后两个光从薄膜的前后两个光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光表面反射出来两个光表面反射出来两个光表面反射出来两个光波，这两列光波的频波，这两列光波的频波，这两列光波的频波，这两列光波的频率相同，产生干涉。率相同

7、，产生干涉。率相同，产生干涉。率相同，产生干涉。现象解释现象解释前表面前表面前表面前表面后表面后表面后表面后表面二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散光程差为半波长的偶数倍，光程差为半波长的偶数倍，光程差为半波长的偶数倍，光程差为半波长的偶数倍，形成亮条纹。形成亮条纹。形成亮条纹。形成亮条纹。光程差为半波长的奇数光程差为半波长的奇数光程差为半波长的奇数光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。倍，形成暗条纹。倍，形成暗条纹。倍，形成暗条纹。（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

8、条纹纹）应应出现在膜的出现在膜的厚度相等厚度相等的地方的地方（3 3）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皂泡泡和和水水面面飘飘的的浮浮油油膜膜出出现现彩彩色色等等都都是是薄薄膜膜干干涉涉 （2 2）如薄膜厚度均匀变化，用）如薄膜厚度均匀变化，用单色光照射，条纹间单色光照射，条纹间距相等距相等；用白光照射，在同一厚度某一波长的光反射；用白光照射，在同一厚度某一波长的光反射后增强，另一波长的光也可能减弱，后增强，另一波长的光也可能减弱，故呈现等间隔彩故呈现等间隔彩色条纹色条纹.2 2、规律分析：、规律分析：水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色白光的

9、薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹彩色条纹彩色条纹生活中我们常见光的薄膜干涉现象生活中我们常见光的薄膜干涉现象肥皂泡呈彩色肥皂泡呈彩色肥皂泡呈彩色肥皂泡呈彩色水上的油膜呈彩色水上的油膜呈彩色水上的油膜呈彩色水上的油膜呈彩色昆虫的翅膀呈彩色昆虫的翅膀呈彩色昆虫的翅膀呈彩色昆虫的翅膀呈彩色某些金属的表面呈彩色某些金属的表面呈彩色某些金属的表面呈彩色某些金属的表面呈彩色压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环压紧两块小玻璃片可看到彩色环二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散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

10、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，用单色光从上面向下照射，入射光从空气层的上下表面反射出用单色光从上面向下照射，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。两列光形成相干光，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三、薄膜干涉的应用（一）三、薄膜干涉的应用（一）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标准样板标准样板标准样板标准样板被检测平面被检测平面被检测平面被检测平面光在空气层的上下光在空气层的上下光在空气层

11、的上下光在空气层的上下表面发生反射表面发生反射表面发生反射表面发生反射,这两这两这两这两束反射光发生干涉束反射光发生干涉束反射光发生干涉束反射光发生干涉.如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的,将看到与将看到与将看到与将看到与底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹底线平行的干涉条纹.原因是厚度相等的地方，光程差一原因是厚度相等的地方，光程差一原因是厚度相等的地方，光程差一原因是厚度相等的地方，光程差一样、干涉情况一样，即某一处反射样、干涉情况一样，即某一处反射样、干涉情况一样，即某一处反射样、干涉情况一样，即某一处反射回来的两列

12、波叠加，若光振动加强，回来的两列波叠加，若光振动加强，回来的两列波叠加，若光振动加强，回来的两列波叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与此处厚度相等的产生亮点，那些与此处厚度相等的产生亮点，那些与此处厚度相等的产生亮点，那些与此处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点组成彼此地方都是亮点，这些亮点组成彼此地方都是亮点，这些亮点组成彼此地方都是亮点，这些亮点组成彼此平行的亮纹平行的亮纹平行的亮纹平行的亮纹,反之反之反之反之是暗纹是暗纹是暗纹是暗纹如如如如果果果果被被被被检检检检表表表表面面面面是是是是平平平平的的的的，产产产产生生生生的的的的干干干干涉涉涉涉条条条条纹纹纹纹就就就就是是是是平平平平行行行

13、行的的的的,如如如如图图图图（b b b b）所所所所示示示示；如如如如果果果果观观观观察察察察到到到到的的的的干干干干涉涉涉涉条条条条纹纹纹纹如如如如图图图图（c c c c）所所所所示示示示，则则则则表表表表示示示示被被被被检检检检测测测测表表表表面面面面微微微微有有有有凸凸凸凸起起起起*（或或或或凹凹凹凹下下下下），这这这这些些些些凸凸凸凸起起起起（或或或或凹凹凹凹下下下下）的的的的地地地地方方方方的的的的干干干干涉涉涉涉条条条条纹纹纹纹就就就就弯弯弯弯曲曲曲曲。从从从从弯弯弯弯曲曲曲曲的的的的程程程程度度度度就就就就可可可可以以以以了了了了解解解解被被被被测测测测表表表表面面面面的的的

14、的平平平平整整整整情情情情况况况况。这这这这种种种种测测测测量量量量精度可达精度可达精度可达精度可达10101010-6-6-6-6cmcmcmcm。(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被检测平面的凹凸判定：被检测平面的凹凸判定：镀层镀层镀层镀层薄膜薄膜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一般用氟化镁一般用氟化镁)。当。当。当。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度差恰薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度差恰薄膜

15、的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度差恰薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度差恰好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜增透膜增透膜增透膜。薄膜干涉的应用（二）薄膜干涉的应用（二）增透膜增透膜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的厚度至少是入射光在薄膜薄膜中中波长的波长的1/41/4。因为人眼对绿光最敏感，所以一般因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即增强绿光的透射，即薄膜的厚度是薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的绿光在薄膜中波长的1/41/4。由于其它。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈这样的镜头呈淡紫色淡紫色。问题思考：问题思考：