《光的颜色 色散》导学案3

光的颜色光的颜色 色散色散 导学案导学案 新知预习新知预习 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 典题典题 热题热题 知识点一知识点一 折射中的色散 例例 1 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 s1 s2 s3 C s1 s2 s3 D s1 s3 s2 解析 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 答案 D 巧解提示巧解提示 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 例例 2 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 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 答案 AD 方法点拨方法点拨 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 知识点二知识点二 薄膜干涉 例例 3 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 5 A 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 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 答案 BC 深化升华深化升华 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 例例 4 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 6 A 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 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 答案 BC 巧解提示巧解提示 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 例例 5 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 7 A 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 4 D 温度从 t1升至 t2过程中 A 的高度增加 2 解析 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 答案 方法归纳方法归纳 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 自主广场自主广场 我夯基我达标我夯基我达标 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 5 A 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 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 r i sin sin 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 答案 B 2 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 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 r i sin sin 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 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 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 答案 光路图如图所示 我综合我发展我综合我发展 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 3 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 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 30cos 2 R 360tan 3 ROC d R 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 答案 1 d 2 d 变小 3 R 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 9 A 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 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 答案 D 6 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