物理：13.4《光的颜色_色散》课件(新人教版选修3-4).ppt

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1、 光的颜色光的颜色 色色散散选修选修35第十三章第四节第十三章第四节一、通过棱镜的光线一、通过棱镜的光线1、棱镜、棱镜定义：各平面相交的透明体叫做棱镜。定义：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。问题问题:让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，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。如图所示，试定性画出光通过棱镜的光路图。(1)从玻璃棱镜的一个侧面射从玻璃棱镜的一个侧面射入的光线从另一侧面射出时入的光线从另一侧面射出时向向底面偏折底面偏折2、棱镜对光线

2、的作用、棱镜对光线的作用偏折角度偏折角度折射率越大，偏折角越大折射率越大，偏折角越大理解底边含义（相理解底边含义（相对而言的）。对而言的）。棱镜能改变光的传播方向，但不改变光束的性质。棱镜能改变光的传播方向，但不改变光束的性质。棱镜能改变光的传播方向，但不改变光束的性质。棱镜能改变光的传播方向，但不改变光束的性质。a、平行光束通过棱镜后仍为平行光束；、平行光束通过棱镜后仍为平行光束；b、发散光束通过棱镜后仍为发散光束；、发散光束通过棱镜后仍为发散光束；c、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。3 3、棱镜成像：、棱镜成像：问问题题：如如果果隔隔着着棱棱镜镜看看一一个

3、个物物体体，就就可可以以看看到到物物体体的的像像，那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移？那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移？分分析析：将将一一个个物物点点S S放放在在棱棱镜镜前前，从从物物点点发发出出的的两两条条光光线线经经棱棱镜镜折折射射后后射射出出，我我们们根根据据光光沿沿直直线线传传播播的的经经验验，认认为为光光线线是是从从它它们们的的反反向向延延长长线线的的交交点点S S射射出出的的，S S 就就是是S S在在棱棱镜镜中中所所成成的的像像（如如图图所所示示）。这这个个虚虚像像的的位位置置比比物物体体的的实实际际位位置置向向顶顶角方向偏移，物像同侧。角方向偏移，物像同侧。

4、特点：特点：隔着棱隔着棱镜镜看物体的像是看物体的像是正立的虚像，像的位置向棱正立的虚像，像的位置向棱镜镜顶顶角方向偏移。角方向偏移。4、全反射棱镜、全反射棱镜:（2）反射棱镜对光路的控制反射棱镜对光路的控制 光线经过全反射棱镜后方光线经过全反射棱镜后方 向向改变改变9090度出射度出射（1）横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反）横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜射棱镜光线经过全反射棱镜后方向光线经过全反射棱镜后方向改变改变180180度出射度出射全反射棱镜的优点：全反射棱镜的优点：全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相全反射棱镜和平面镜在改变光路方面，效果是相同的，相比之下，全反射棱镜

5、成像更清析，光的能同的，相比之下，全反射棱镜成像更清析，光的能量损失更少。量损失更少。二、光的色散二、光的色散:1、实验探究：、实验探究：一束白光经过棱镜后会发生什么现象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：白光是由不同颜色的光组成的。白光是由不同颜色的光组成的。棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光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。的折射率最小，对紫光的折射率最大

6、。2单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。3色散：把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。色散：把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。4 4正确理解光的色散：正确理解光的色散：光的颜色由光的频率决定。在不同媒质中，光的频光的颜色由光的频率决定。在不同媒质中，光的频率不变。率不变。同一媒质对不同色光的折射率不同，频率高的折射同一媒质对不同色光的折射率不同，频率高的折射率大。率大。不同频率的色光在真空中传播速度相同，为不同频率的色光在真空中传播速度相同，为C C3 3

7、10108 8m ms s。但在其它媒质中速度各不相同，在同一。但在其它媒质中速度各不相同，在同一种媒质中，紫光速度最小，红光速度最大。种媒质中，紫光速度最小，红光速度最大。(V=(V=c/nc/n)物理量 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫频率折射率同种媒质中光速同种媒质中波长5 5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谱。光谱。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。回顾：回顾：双缝干涉实验：双缝干涉实验：复述

8、单色光干涉时的现象。复述单色光干涉时的现象。条纹间距的计算公式。条纹间距的计算公式。红滤色片单缝双缝S1SS2屏幕问题：问题：我们用此装置来做白光的干涉我们用此装置来做白光的干涉实验会观察到什么现象呢？实验会观察到什么现象呢？单缝双缝S1SS2屏幕三、白光的双缝干涉三、白光的双缝干涉 2 2、解释：、解释：由白光是复色光，各色光的波长不同，各色光所得到由白光是复色光，各色光的波长不同，各色光所得到的干涉图样中，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离也的干涉图样中，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离也不同，各色光干涉后的条纹相叠加，在中央白色亮纹不同，各色光干涉后的条纹相叠加，在中央白色亮纹两边出现彩色条纹

9、。两边出现彩色条纹。1 1、现象：、现象：中央为白色亮条纹中央为白色亮条纹明暗相间的彩色条纹明暗相间的彩色条纹干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 四、薄膜干涉四、薄膜干涉 1、单色光、单色光 实验：观察黄光的实验：观察黄光的薄干涉薄干涉现象：薄膜两表面反射的光互相叠加而成的明暗条纹,条纹是水平排列.解释：解释：薄膜两表面反射的光互相薄膜两表面反射的光互相叠加而成的。竖立的肥皂膜在重叠加而成的。竖立的肥皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形，力的作用下形成上薄下厚的楔形，当光照在薄膜上时，从膜的前后当光照在薄膜上时，从膜的前后表面各反射回一列光波，这两列表面各反射

10、回一列光波，这两列波即是频率相同的相干光波，由波即是频率相同的相干光波，由于薄膜的厚度不同，这两列光波于薄膜的厚度不同，这两列光波的路程差不同。当路程差为光波的路程差不同。当路程差为光波波长的整数倍时，则为波峰与波波长的整数倍时，则为波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，使光峰相遇，波谷与波谷相遇，使光波的振动加强，形成亮条纹；当波的振动加强，形成亮条纹；当光波的路程差为半波长的奇数倍光波的路程差为半波长的奇数倍时，则波峰与波谷相遇，光波的时，则波峰与波谷相遇，光波的振动减弱，形成暗条纹振动减弱，形成暗条纹 2 2、白色光的薄膜干涉、白色光的薄膜干涉现象：明暗相间的彩色条纹现象：明暗相间的彩色条纹解

11、解释释：由由于于白白光光是是复复色色光光，各各色色光光的的波波长长不不同同，各各色色光光都都发发生生薄薄膜膜干干涉涉，但但不不同同颜颜色色的的光光在在不不同同的的位位置置相相互互加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。其其它它：路路面面上上飘飘浮浮的的油油膜膜上上的的彩彩色色条条纹纹；蝴蝴蝶蝶等等昆昆虫虫翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。4、应用、应用A、检查精密部件的表面检查精密部件的表面 阅读教材阅读教材62页科学漫步。页科学漫步。回答下图中回答下图中P点和点和M点对应的位置是凹陷还是凸起。点对应的位置是凹陷还是凸起。B、增透膜、增透膜

12、由能量守恒可知，入射光总强度由能量守恒可知，入射光总强度=反射光总强度反射光总强度+透射光总强度。透射光总强度。光的强度由光的振幅决定。当满光的强度由光的振幅决定。当满足增透膜厚度足增透膜厚度d=d=介介/4/4时，两束反时，两束反射光恰好实现波峰与波谷相叠加，射光恰好实现波峰与波谷相叠加，实现干涉相消，使其合振幅接近于实现干涉相消，使其合振幅接近于零，即反射光的总强度接近于零，零，即反射光的总强度接近于零，从总效果上看，相当于光几乎不发从总效果上看，相当于光几乎不发生反射而透过薄膜，因而大大减少生反射而透过薄膜，因而大大减少了光的反射损失，增强了透射光的了光的反射损失，增强了透射光的强度。强

13、度。为什么一般的照相机的镜头成淡紫色？为什么一般的照相机的镜头成淡紫色？增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用。当白光照到起增透作用。当白光照到(垂直垂直)增透膜上，绿光增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光这时其他波长的光(如红光和紫光如红光和紫光)并没有被完全并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色淡紫淡紫色。色。课堂小结课堂小结 1 1、棱镜、棱镜2 2、光的色散、光的色散3 3、白光的干涉、白光的干涉4 4、薄膜干涉、薄膜干涉再再 会！会！