《光的颜色色散》课件.ppt

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1、彩虹摄于西藏阿里高原彩虹摄于西藏阿里高原地上的油膜地上的油膜肥皂泡肥皂泡自学指导题自学指导题1.什么叫光的色散什么叫光的色散?光的颜色由哪一个量决定光的颜色由哪一个量决定?七色光七色光中按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，其中按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，其波长、频率、波速、折射率如何变化？波长、频率、波速、折射率如何变化？2.什么叫光谱？什么叫光谱？3.薄膜干涉是如何形成的？你能举出日常生活中薄膜薄膜干涉是如何形成的？你能举出日常生活中薄膜干涉的实例吗？干涉的实例吗？4.什么是棱镜？常用棱镜的横截面是什么形状？三棱什么是棱镜？常用棱镜的横截面是什么形状？三棱镜对光线有什么作用？

2、若组成棱镜的材料相比周围镜对光线有什么作用？若组成棱镜的材料相比周围介质是光疏介质时，则三棱镜对光线的控制作用会介质是光疏介质时，则三棱镜对光线的控制作用会发生什么变化？发生什么变化？光的颜色有哪些因素决定？光的颜色有哪些因素决定？在什么环境下可以看到白在什么环境下可以看到白光得到彩色条纹呢？光得到彩色条纹呢？白光是不是单色光呢白光是不是单色光呢?13.4 13.4 光的颜色光的颜色 色散色散一、光的颜色一、光的颜色色散色散1.光的颜色决定因素：光的颜色决定因素：由频率决定由频率决定2.光的色散定义：光的色散定义：含有各种颜色的光被分解为单色含有各种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。光

3、的现象叫做光的色散。3.光谱：光谱：含有各种颜色的光被分解后，各色光按其波含有各种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列，就是光谱。长的有序排列，就是光谱。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形状和颜色是怎样的形状和颜色是怎样的呢？呢？怎样形成的呢？怎样形成的呢？竖直放置的肥皂膜由于竖直放置的肥皂膜由于重力重力的作用是的作用是下面厚、下面厚、上面薄上面薄，因此在薄膜不，因此在薄膜不同的地方，同的地方，从膜的前后从膜的前后表面反射的两列光波叠表面反射的两列光波叠加加，若两列波叠加后加，若两列波叠加后加强，则出现两条纹；若强，则出现两条纹；若

4、叠加后振动减弱，则出叠加后振动减弱，则出现暗条纹；若在白光下现暗条纹；若在白光下照射出现彩色干涉条纹。照射出现彩色干涉条纹。形成干涉条纹的原因形成干涉条纹的原因二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因薄膜干涉的成因出现薄膜干涉条纹的条件是介质膜足够薄出现薄膜干涉条纹的条件是介质膜足够薄说明说明眼睛要与光源在同一侧才能观察到薄膜干涉条纹眼睛要与光源在同一侧才能观察到薄膜干涉条纹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

5、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

6、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面的平整情况。这种测量精度可达表面的平整情况。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

7、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，这种薄膜叫增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜增透膜。薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用（二）（二）增透膜增透膜增透的条件是什么？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

8、以一般增强绿光的透射，即强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光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。薄膜干涉的薄膜干涉的应用（二）应用（二）增透膜增透膜三、薄膜干涉中的色散三、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因薄膜干涉的成因2.薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用（1）用干涉法检查表面的平整程度）用干涉法检查表面的平整程度（2）增透膜：）增透膜：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中波长的的1/4。三棱镜对光路有什么作用呢？对物体成像有三棱镜

9、对光路有什么作用呢？对物体成像有什么作用？什么作用？三、折射时的色散三、折射时的色散2.三棱镜对单色光的作用三棱镜对单色光的作用（改变光的传播方向）（改变光的传播方向）光束通过三棱镜总是向底面偏折光束通过三棱镜总是向底面偏折三棱镜成像总是向顶角偏折三棱镜成像总是向顶角偏折1.什么是棱镜：什么是棱镜：常见的棱镜截面为三角形，有的棱镜为梯常见的棱镜截面为三角形，有的棱镜为梯形，通常称为棱镜。形，通常称为棱镜。前提：由真空（空气）射入玻璃前提：由真空（空气）射入玻璃思考：当棱镜中央挖空充有空气，棱镜思考：当棱镜中央挖空充有空气，棱镜周围充满水，这是对单色光又有什么作周围充满水，这是对单色光又有什么作

10、用呢？用呢？这个图片说明了什么现象？通过这个现这个图片说明了什么现象？通过这个现象有说明了什么问题呢？描述光的物理象有说明了什么问题呢？描述光的物理量发生了什么变化呢？量发生了什么变化呢？二、折射时的色散二、折射时的色散2.三棱镜对单色光的作用三棱镜对单色光的作用（改变光的传播方向）（改变光的传播方向）3.三棱镜对复色光的作用三棱镜对复色光的作用（使复色光发生色散）（使复色光发生色散）定义：一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、定义：一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光带，这种现象黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光带，这种现象称作折射时的色散。称作折射时的色散。说明

11、说明说明白光是一种复色光说明白光是一种复色光棱镜对不同颜色的光折射作用不同，棱镜对不同颜色的光折射作用不同，对紫光的对紫光的折射作用最大，对红光的折射作用最小折射作用最大，对红光的折射作用最小在棱镜中在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大紫光的速度最小，红光的速度最大1.什么是棱镜：什么是棱镜：知识总结知识总结光的散射光的散射色散的定义色散的定义双缝干涉中的色散双缝干涉中的色散薄膜干涉中的色散薄膜干涉中的色散折射时的色散折射时的色散色色散散的的形形式式原理原理现象现象原理原理现象现象原理原理现象现象巩固练习巩固练习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

12、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 2、用单色光照射肥皂薄膜、用单色光照射肥皂薄膜:（）A.A.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;B.B.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。C.C.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

13、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;D.D.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3.3.2002（上海卷）（上海卷）如图所示为一显示薄如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，膜干涉现象的实验装置，P P是附有肥是附有肥皂膜的铁丝圈，皂膜的铁丝圈，S S是一点燃的酒精灯。是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（到的干涉图象应是下图中的（）ABCD巩固练习巩固练习4.(4.(9393年高考题年高考题)如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上如右图是用干涉法检查某种厚玻璃

14、的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的面反射的光叠加而成的()()A Aa a的上表面和的上表面和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5 5、2003（上海卷）（上海卷）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1 1所示。所示。将一块平板玻璃放置在另一平

15、板玻璃之上，在一端夹入两张纸将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。干涉条纹片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。干涉条纹有如下特点：有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形定。现若在装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（）A.A.变稀

16、疏变稀疏 B.B.变紧密变紧密 C.C.不变不变 D.D.消失消失巩固练习巩固练习6 6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：A.A.增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；B.B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/41/4；C.C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/41/4；D.D.因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。淡紫色。7 7、将波长为、将波长为的单色光从空气垂直入射到折射率为的单色光从空气垂直入射到折射率为n n的透的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（）A A，/4n/4n；B B，/2n/2n；C C，/4/4；D D，/2/2巩固练习巩固练习