高中物理选修3-4------13.7-光的颜色-色散课件.ppt

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1、13.3 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：由频率决定光的颜色决定因素：由频率决定2.光的色散定义：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的色散定义：含有各种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散3.光谱：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：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。光谱。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生生活活中中常常见见的的干干涉涉现现象象二二二二.薄膜干涉中的色散薄膜干涉中的色散薄膜干涉中的色散薄膜干涉

2、中的色散1 1 1 1、现象现象现象现象白光的薄膜干涉条纹彩色条纹水面上的油膜呈彩色形状和颜色是怎样的呢？怎样形成的呢？2 2、薄膜干涉实验、薄膜干涉实验4 4）像上出现明暗相间的黄色条纹像上出现明暗相间的黄色条纹5 5）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。1 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。3 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。2 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。2、单色光的、单色光的薄膜薄膜干涉图样是？干涉图样是？3、白光的、白光

3、的薄膜薄膜干涉图样是怎样？干涉图样是怎样？4、条纹间距离与什么因素有关？、条纹间距离与什么因素有关？思考：思考：1、为什么会有明暗相间的条纹？、为什么会有明暗相间的条纹？由于重力的作用，肥皂薄膜将形成由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。上薄下厚的楔形。光从薄膜的前后两个表面反射出光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，这两列光波的频率相同，来两个光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。产生干涉。3 3 3 3、原理原理原理原理前表面前表面前表面前表面后表面后表面后表面后表面光程差为波长的整数倍，即膜光程差为波长的整数倍，即膜光程差为波长的整数倍，即膜光程差为波长的整数倍，即膜的厚度满足

4、半波长的整数倍的厚度满足半波长的整数倍的厚度满足半波长的整数倍的厚度满足半波长的整数倍.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倍，形光程差为半波长的奇数倍，形光程差为半波长的奇数倍，形光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。即膜的厚度满足成暗条纹。即膜的厚度满足成暗条纹。即膜的厚度满足成暗条纹。即膜的厚度满足1/41/41/41/4波长的奇数倍波长的奇数倍波长的奇数倍波长的奇数倍.为什么白光照射时是彩色条纹为什么白光照射时是彩色条纹为什么白光照射时是彩色条纹为什么白光照射时是彩色条纹?膜的厚度对条纹间距的影响膜的厚度对条纹间距的影响膜的厚度对条纹间距的影响膜的厚度对条

5、纹间距的影响?4 4、应用、应用1 1 1 1 1 1）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检查物体表面的平整程度检查物体表面的平整程度2 2 2 2 2 2）增透膜增透膜增透膜增透膜增透膜增透膜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

6、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被测表面的平整情况。这种测量精度可达解被测表面的平整情况。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应用薄膜干涉的应用1 1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

7、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表光在空气层的上下表光在空气层的上下表光在空气层的上下表光在空气层的上下表光在空气层的上下表面发生反射面发生反射面发生反射面发生反射面发生反射面发生反射,这两束反这两束反这两束反这两束反这两束反这两束反射光发生干涉射光发生干涉射光发生干涉射光发生干涉射光发生干涉射光发生干涉.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如果被检测表面的平整的如果被检测表面的平整的,将将将将将将看到与底线平行的干涉条纹看到与底线平行的干涉条纹看到与底线平行的干涉条纹看到与底线平行的干涉条纹看到与底线平行的干涉条纹看到与底

8、线平行的干涉条纹.等厚线根据等厚线判断凹凸根据等厚线判断凹凸“凹凹”向薄端弯向薄端弯“凸凸”向厚端弯向厚端弯增透膜增透膜增透膜增透膜薄膜厚度薄膜厚度薄膜厚度薄膜厚度增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在膜的厚度等于入射光的在膜的厚度等于入射光的在膜的厚度等于入射光的在膜的厚度等于入射光的在膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的薄膜中的波长的薄膜中的波长的薄膜中的波长的薄膜中的波长的薄膜中的波长的1/

9、41/41/41/41/41/4时时时时时时，从薄膜前后两表面反射回来的光的，从薄膜前后两表面反射回来的光的，从薄膜前后两表面反射回来的光的，从薄膜前后两表面反射回来的光的，从薄膜前后两表面反射回来的光的，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，它们干涉相消，路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，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，增强了透射光的能减小了反射光的能量，增强了透射光的能减小了反射光的能量，增强了透射光的能减小了反射光的能量，增强了透

10、射光的能减小了反射光的能量，增强了透射光的能减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。量，称为增透膜。量，称为增透膜。量，称为增透膜。量，称为增透膜。量，称为增透膜。增透膜增透膜增透膜增透膜照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色,为什么为什么为什么为什么?思考思考思考思考膜的厚度为绿光在膜中波长的膜的厚度为绿光在膜中波长的1/4因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的绿光在薄膜中波长的1/4

11、1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。这样的镜头呈淡紫色。干涉图样：中央疏边干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环沿密的同心圆环 干涉现象是由于凸透镜下表面反射光干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的和玻璃上表面反射光叠加形成的 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的不是均匀变化的3 3）牛顿环）牛顿环三、衍射时的色散三、衍射时的色散三、衍射时的色散三、衍射时的色散 用白光做光的单缝衍射实验，得到的条纹是彩色的。这是因为白用白光做光的单缝衍射实验，得到的条纹是彩色的。

12、这是因为白用白光做光的单缝衍射实验，得到的条纹是彩色的。这是因为白用白光做光的单缝衍射实验，得到的条纹是彩色的。这是因为白光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光的亮条纹位置不同，于是光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光的亮条纹位置不同，于是光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光的亮条纹位置不同，于是光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光的亮条纹位置不同，于是各种色光就区分开了。这个现象是光在衍射时的色散。各种色光就区分开了。这个现象是光在衍射时的色散。各种色光就区分开了。这个现象是光在衍射时的色散。各种色光就区分开了。这个现象是光在衍射时的色散。白光的单缝衍射图样白光的单缝衍射图样白光的单缝

13、衍射图样白光的单缝衍射图样四四四四.折射时光的色散折射时光的色散折射时光的色散折射时光的色散1.1.棱镜：常见的棱镜截面为三角形，棱镜：常见的棱镜截面为三角形，有的棱镜为梯形，通常称为棱镜。有的棱镜为梯形，通常称为棱镜。思考：三棱镜对光路有什么作用呢？对物体成像有什么作用？思考：三棱镜对光路有什么作用呢？对物体成像有什么作用？(1)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2、棱镜对单色光的作用、棱镜对单色光的作用偏折角度偏折角度结论：透镜材料的折射率越大，偏折角越大结论：透镜材料的折射率越大，偏折角越大（3）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，

14、但不改变光束的性质。（2）三棱镜成像总是向顶角偏折）三棱镜成像总是向顶角偏折前提：由真空（空气）射入玻璃前提：由真空（空气）射入玻璃折射时光的色散折射时光的色散:实验：一束白光经过棱镜后会发生什么现象实验：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：白光经过棱镜现象：白光经过棱镜后在光屏上形成一条后在光屏上形成一条彩色的光带（红光在彩色的光带（红光在上端，紫光在最下端上端，紫光在最下端)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，对红光的折射率最小，对紫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。光的折射率最大。