《光的颜色 色散》导学案3.doc

光的颜色 色散导学案新知预习1.不同颜色的光,频率_.2.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象,叫做_.3.薄膜干涉(1)由薄膜前表面和后表面分别反射的两列波_而成,劈形薄膜的厚度不等,因而不同的位置反射的光波的_不同.在单色光的照射下,看到_的条纹,在白光的照射下,呈现_条纹.(2)薄膜干涉在生产中可应用于用_检查平面.4.白光通过三棱镜发生色散的现象表明:棱镜材料对不同色光的_不同.由色散形成的光谱中各色光的排列顺序可知:红光的偏折角最小,紫光的偏折角最大.说明:同一介质对_的折射率最小,对_的折射率最大.典题热题知识点一 折射中的色散例1红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射向三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且出射光线交于三棱镜底边延长线上的三点，三点到三棱镜底边中点的距离分别为s1、s2、s3，则（ ）A.s1=s2=s3 B.s1s2s3C.s1s2s3 D.s1s3s2解析：依据色散知识可知，光线经过三棱镜将偏向三棱镜的底边，延长后交于三棱镜底边上的一点，此点到底边的距离与光线偏折的角度有关，偏折的角度越大，交点到底边中点的距离越小.因此，红光出射光线与底边延长线的交点距底边中点的距离大于黄光的，黄光的又大于绿光的，因此D项对.答案：D巧解提示 根据对不同色光的折射率不同，画出光路图，就很形象直观地解决这种问题.例2用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中，当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是（ ）A.各色光都向顶角偏折B.各色光都向底面偏折C.红色光的偏折角比紫光的大D.红色光的偏折角比紫光的小解析：薄玻璃片的厚度可以忽略不计，这样这个水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小，这与放在空气中的玻璃三棱镜是不同的，同样根据折射定律，各色光都向顶角偏移，红光的偏折比紫光的仍然小，故A、D两项正确.答案：AD方法点拨 在研究棱镜的色散现象时不可死记硬背有关结论，应根据实际情况，应用折射定律灵活解决.知识点二 薄膜干涉例3如图13-4-5所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（ ）图13-4-5A.人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C.彩色条纹水平排列D.彩色条纹竖直排列解析：一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹，又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的.答案：BC深化升华 从右侧向左看到的是折射光，折射光的偏折角与介质厚度有关，光经过薄膜后的偏折角很小，大面积光束照射后，各单色光的折射光相互重叠，所以难以看到折射时的色散现象.例4如图13-4-6所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的水平情况，观察到如图所示的条纹P和Q的情况，这说明( )图13-4-6A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷解析：P处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上P处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹（图中白色条纹）提前出现，可见P处对应的检测平板上的A点所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，C项对；同理B项对.答案：BC巧解提示 在A处干涉条纹P向薄膜变薄的地方弯曲，说明该处空气层厚度变大，A处向下凹陷.在B处干涉条纹Q向薄膜变厚的地方弯曲，说明该处薄膜的厚度变小，B处向上凸起.例5在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图13-4-7所示的干涉实验法.A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性的变化.当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则（ ）图13-4-7A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加/4D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加/2解析：如图所示，A和B之间形成一个厚度均匀的空气膜，则光在空气膜的前表面即B下表面和后表面即A的上表面产生干涉，形成干涉条纹，当温度为t1时最亮，说明形成亮条纹，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，又一次形成亮条纹，由干涉的原理知，温度t1和t2时，光程差均为波长的整数倍，由材料A具有热膨胀特性所以温度t2比t1时高度增加，使光程差减小一个波长，则A的高度增加/2，D项正确.答案：方法归纳 在解关于波膜干涉的问题时，关键是找出是哪两列光发生干涉，然后利用出现明暗条纹的条件进行分析.自主广场我夯基我达标1.如图13-4-5所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是（ )图13-4-5A.a侧是红色光，b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度思路解析：由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，据n=可以得a侧为紫光，b侧为红光，红光的波长大于紫光的波长，由n=c/v可以求出，红光的传播速度大于紫光的.答案：B2.如图13-4-6所示的三棱镜中，BC面镀有反射膜，一束白光斜射入AB面，经棱镜后再斜射入AC面，经棱镜后在屏幕的bc段形成彩色光带，则b点颜色是_色（屏幕距棱镜AC面较近，且与AC平行）.图13-4-6思路解析：在玻璃中，紫光的折射率大于红光的折射率，n=，经过反射膜，因为入射角等于反射角，可以得知，b点的颜色为红色.答案：红3.雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路图.一束细光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d，水的折射率为n.在图13-4-7中画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图.图13-4-7思路解析：考查运用光的折射定律、反射定律以及几何知识处理问题的综合分析能力，同时也考查了学生画光路图的能力.答案：光路图如图所示.我综合我发展4.半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图13-4-8所示，圆心为O，两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，AOB=60，已知该玻璃对红光的折射率n=.图13-4-8（1）求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；（2）若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小?思路解析：（1）如图所示，i1=60，r1=30，i2=30，r2=60，光线1不发生偏折.OC=.（2）玻璃对蓝光的折射率比对红光的大，蓝光偏折更明显，故d变小.答案：（1）d= (2)d变小5.如图13-4-9所示，a和b都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为，一细光束以入射角从P点射入，.已知此光束由红光和蓝光组成，则当光束透过b板后（ )图13-4-9A.传播方向相对于入射光方向向左偏转角B.传播方向相对于入射光方向向右偏转角C.红光在蓝光的左边D.红光在蓝光的右边思路解析：光线通过玻璃板后，方向不变但发生侧向位移，光频率越高，折射率越大，侧向位移越大.红光频率小于蓝光，所以蓝光侧向位移大，第一次透过玻璃板a后红光位于蓝光右边（如图），当光线射到b上时，由于，由几何关系知光线从法线左侧入射，侧移情况与a相似，红光仍在蓝光右边，且两者间距加大，故选D.答案：D6.用三棱镜可使阳光折射成一条彩色谱带如图10410所示，请回答下列问题：图13-4-10（1）B、C、D分别为什么带？（2）将一瓶绿藻放在A处，则B、C、D哪一段变暗？（3）将这瓶绿