多彩课堂高中物理 13.7《光的颜色 色散》课件 新人教选修34.ppt
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1、 第7节：光的颜色 色散 第十三章：光2021/8/8 星期日11知道什么是色散现象。知道什么是色散现象。2观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉能产生色散，并能利用观察薄膜干涉现象，知道薄膜干涉能产生色散，并能利用它来解释生活中相关的现象。它来解释生活中相关的现象。3知道棱镜折射能产生色散，认识对同一介质，不同颜色的光知道棱镜折射能产生色散，认识对同一介质，不同颜色的光折射率不同。折射率不同。2021/8/8 星期日2本节主要阐述色散的概念和发生色散现象的两种情况。本节把含有本节主要阐述色散的概念和发生色散现象的两种情况。本节把含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做色散。因此，白光干涉时产生多种颜
2、色的光被分解为单色光的现象叫做色散。因此，白光干涉时产生彩色条纹也是一种色散现象。对于薄膜干涉的色散，应注意让学生动手彩色条纹也是一种色散现象。对于薄膜干涉的色散，应注意让学生动手做肥皂液薄膜的干涉实验，让学生仔细观察。在讲解时要辅之以光路图做肥皂液薄膜的干涉实验，让学生仔细观察。在讲解时要辅之以光路图来说明其原理，关键是寻找和判断发生干涉的两列光从何而来。来说明其原理，关键是寻找和判断发生干涉的两列光从何而来。另一项主要内容是棱镜折射的色散，该现象主要涉及同一介质对不另一项主要内容是棱镜折射的色散，该现象主要涉及同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响。关于光的颜色、频率和波长应当同色光
3、速度、折射率、偏折角的影响。关于光的颜色、频率和波长应当明确，不同颜色的光具有不同的频率，光的频率决定于光源，与介质无明确，不同颜色的光具有不同的频率，光的频率决定于光源，与介质无关。光在不同介质中传播时，频率（颜色）不变，但速度（从而波长）关。光在不同介质中传播时，频率（颜色）不变，但速度（从而波长）要改变，在界面发生折射时偏振呈现不同，这就是折射色散的本质。要改变，在界面发生折射时偏振呈现不同，这就是折射色散的本质。2021/8/8 星期日32021/8/8 星期日41 1光的色散：白光的双缝干涉条纹是光的色散：白光的双缝干涉条纹是_的，可见白光是由多种色光的，可见白光是由多种色光组成的，
4、发生干涉时由于不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分组成的，发生干涉时由于不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分了，像这样含有多种颜色的光被分解为了，像这样含有多种颜色的光被分解为_的现象，叫做光的色散，的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光。含有多种颜色的光通常称做复色光。一、光的颜色一、光的颜色 色散色散彩色彩色单色光单色光2021/8/8 星期日5光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其_的有的有序排列，就是光谱。序排列，就是光谱。760400620 600 580490450430蓝红橙橙 黄黄绿青青紫紫147.503.
5、955.004.765.266.006.67 6.98波长波长2021/8/8 星期日6760400620 600580490450430蓝红橙橙 黄黄绿青青紫紫147.503.955.004.765.266.006.676.98从左到右：从左到右：a.颜色顺序：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫颜色顺序：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫b.波长顺序：依次减小波长顺序：依次减小c.频率顺序：依次增大频率顺序：依次增大2021/8/8 星期日7肥皂液薄膜在阳光下呈彩色肥皂液薄膜在阳光下呈彩色肥皂液薄膜在阳光下呈彩色肥皂液薄膜在阳光下呈彩色二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散1.生活中常见的干涉现象生活中常
6、见的干涉现象2021/8/8 星期日8（1）点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐。）点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐。（2）用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。）用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。（3）在火焰的同侧观察火焰的反射像。）在火焰的同侧观察火焰的反射像。（4）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？（5）观察条纹的方向，是竖直还是水平？）观察条纹的方向，是竖直还是水平？想想为什么？想想为什么？（6）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？2.2.实验演示：观察肥皂薄膜上干涉条纹实验演示：观察肥皂薄膜上干涉条纹2
7、021/8/8 星期日93.3.薄膜干涉的定义：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束薄膜干涉的定义：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉。反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉。不同单色光的薄膜干涉条纹不同单色光的薄膜干涉条纹 可见，波长可见，波长越长，干涉条纹越宽越长，干涉条纹越宽2021/8/8 星期日10由于重力的作用，肥皂薄膜由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。将形成上薄下厚的楔形。光从薄膜的前后两个表面反光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，这两列光射出来两个光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。波的频率相同，产生干涉。前表面前表面后表面
8、后表面4.4.现象解释现象解释2021/8/8 星期日11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。光程差为半波长的奇数倍，光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。形成暗条纹。1观察条纹的方向，是竖直还观察条纹的方向，是竖直还是水平？想想为什么？是水平？想想为什么？2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？2021/8/8 星期日12三、薄膜干涉在技术上的应用三、薄膜干涉在技术上的应用11检查物体表面的平整程度检查物体表面的平整程度检查物体表面的平整程度检查物体表面的平整程度22增透膜增透膜增透膜增透膜2021/8/8 星期日13标准样板标准样
9、板标准样板标准样板待检部件待检部件待检部件待检部件空气薄层空气薄层空气薄层空气薄层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，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，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光形成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。相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用检查表面的平整程度检查表面的平整程度2021/8/8 星期日14标准样板标准样板标
10、准样板标准样板待检部件待检部件待检部件待检部件空气薄层空气薄层空气薄层空气薄层光在空气层的上下表面发生反射光在空气层的上下表面发生反射光在空气层的上下表面发生反射光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉这两束反射光发生干涉这两束反射光发生干涉这两束反射光发生干涉.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,将看到与底线平将看到与底线平将看到与底线平将看到与底线平行的干涉条纹行的干涉条纹行的干涉条纹行的干涉条纹.薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用检查表面的平整程度检查表面的平整程度2021/8/8 星期日15如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是
11、平行的，如图甲；如果观察到的如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的，如图甲；如果观察到的干涉条纹如图乙丙，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下干涉条纹如图乙丙，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达这种测量精度可达10-6cm10-6cm。【注注】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甲甲乙乙丙丙被检测平面被检测平面薄片薄片标准样板标准样板单色光单色光
12、薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用检查表面的平整程度检查表面的平整程度2021/8/8 星期日16增透膜增透膜薄膜厚度薄膜厚度在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄膜前后时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长。两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长。它们干涉相消，减小了反射光的能量，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。增强了透射光的能量，称为增透膜。2 2增透膜增透膜2021/8/8 星期日173.高反射膜高反射膜高反射膜薄膜厚度薄膜厚度2021
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