人教版高二物理选修3-4第十三章 光基础知识梳理

第十三章 光13.1第一课时 光的反射和折射一、反射定律和折射定律折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即sin1sin2n12注意：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化，当光垂直界面入射时光的传播方向就不变。在光的折射现象中，光路可逆。二、折射率(1)物理意义:反映介质的光学性质的物理量。(2)定义:光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，简称折射率，即nsin1sin2。(3)决定因素：介质的折射率是反应介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身（与介质的密度无关）及光的性质共同决定。(4)对折射率的理解关于正弦值:当光由真空中射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数。关于常数n:入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性。光传播速度:介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即ncv，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1. “相对折射率” 和“绝对折射率” 光从介质1射入介质2时，入射角1与折射角2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n12表示。若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率叫做该介质的绝对折射率，通常用n表示。设介质1绝对折射率为n1，介质2的绝对折射率为n2，则n12 sin1sin2 v1v2 v1cv2c1n11n2n2n1,所以n1 v1 n2 v2或n1 sin1 n2sin2三、几种反射现象与反射定律1.平面镜成像 平面镜成像特点是像与物对称于镜面。等大、正立、分居镜面两侧。成像原理是光的反射定律，成像规律是对称性。2.镜面反射：以平面镜为例，每条入射光线都遵循光的反射定律，由于它们的法线互相平行，故不改变光束的性质。3.漫反射：反射面不平，每条入射光的法线是不平行的。当入射光是一束平行光时，虽然每条光线仍遵循光的反射定律，但反射光是不平行的，向各个方向都有。四、正确理解光的折射定律和反射定律1.在光的折射中，注意光线偏折的方向。如果光线从折射率小的介质射向折射率大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大（减小），折射角也会增大（减小）。如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小），折射角也会增大（减小）。2.光在同一种非均匀介质中传播时，也会发生折射现象。即光线向着折射率变大的方向传播时，光线逐渐靠近法线，且光线不断发生弯曲。光线向折射率变小的方向传播时，光线逐渐远离，发现同样光线也是不断发生弯曲3.地球大气层的密度不均匀，越接近地球表面，空气密度越大，折射率也越大。光由真空进入空气中时，传播方向只有微小的变化，虽然如此，有时仍然不能不能不考虑空气的折射效应。4.解决光的折射问题和反射问题的思路(1)根据题意正确画出光路图。(2)利用几何关系确定光路中边、角关系，注意入射角、反射角、折射角的确定。(3)利用反射定律、折射定律求解。(4)注意光路的可逆性的利用。第十三章 光13.1 第二课时 实验：测定玻璃的折射率两类典型折射问题的分析1.玻璃砖对光的折射问题（1）半圆形玻璃砖若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，光线只发生一次偏折（2）长方形玻璃砖 两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图甲所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线平行，但发生了偏移。物点通过玻璃砖也可成虚像。2.视深与实际深度的关系问题(1)视深是人眼垂直物体界面看透明物质内部某物体时像点离界面的距离。一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有 sin1sin2 tan1tan2 12。(2)当沿竖直方向看水中的物体时，“视深”是实际深度的1n，n是水的折射率。如果从折射率为n的介质中观察正上方距液面高为H 的物体，观察到的高度 hnH (h为视高)。实验：测定玻璃的折射率一、实验目的：掌握测定玻璃折射率的方法二、实验原理：abcd 为一个两面平行的玻璃砖，入射角为1，折射角为2，根据折射定律nsin1sin2计算出玻璃的折射率三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。四、实验步骤(1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上。(2)在白纸上画出一条直线aa作为界面(线)，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光线。(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使长边跟aa对齐，画出玻璃砖另一边bb。(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置。(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线OB与bb交于O，直线OB就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。(6)连接OO，入射角1AON，折射角2OON，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把数据记录在自己设计的表格中。五、注意事项(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。(2)入射角1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大。(3)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。(4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。六、数据处理(1)平均值法：算出不同入射角的比值 sin1sin2，最后求出在几次实验中所测sin1sin2的平均值，即为玻璃砖的折射率。(2)图像法：在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sin 1值为横坐标、以sin 2值为纵坐标，建立直角坐标系如图所示，描数据点，过数据点连线得到一条过原点的直线。求解图线斜率，设斜率为k，则k1n，故玻璃砖折射率n 1k。七、实验误差1.误差来源：本实验误差的主要来源是测量光在玻璃中的既折射角的误差2.减小误差的方法（1）选宽度较大的玻璃砖，玻璃砖宽度宜在5cm以上，宽度太小，测量误差较大；（2）入射角宜在15到75范围内取值；（3）在纸上画aa 与bb两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样两交点才能与光线的实际入射点较好的相符，否则将使画出的玻璃中的光路与实际情况偏离严重。第十三章 光13.2 全反射一、全反射1.光疏介质和光密介质（1）光在各种介质中的传播速度和介质相对真空的折射率都是不相同的。光疏介质：折射率较小的介质 光密介质：折射率较大的介质光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角。光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。（2）对光疏介质和光密介质的理解光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义。光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小。2、全反射(1)全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射。如果入射角逐渐增大，折射光线离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。若入射角增大到某一角度，使折射角等于90时，折射光完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。这时的入射角叫做临界角，用字母C表示。(2) 发生全反射的条件光从光密介质射入光疏介质。 入射角等于或大于临界角。(3)从能量角度来理解全反射： 当光从光密介质射入光疏介质时，随入射角增大，折射角也增大。同时折射光线强度减弱，即折射光线能量减小，反射光线强度增强，能量增加。当入射角达到临界角，折射光线强度减弱到零，入射光的能量全部反射回来。这就是全反射。3、临界角(1)定义：刚好发生全反射(折射角为90)时的入射角为全反射临界角。(2)表达式：光由折射率为n的介质射向真空或空气时，若刚好发生全反射，则折射角恰好等于90， nsin90sinC= 1sinC，即sin C 1n，即C=arcsin 1n说明: 介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小 发生全反射时仍然遵循光路可逆原理 不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射。解答全反射类问题的技巧：(1)光必须从光密介质射入光疏介质。(2)入射角大于或等于临界角。(3)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时比例与实际相符，这样更有利于问题的分析。二、全反射的应用1全反射棱镜及其应用(1)定义：截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。(2)作用：利用全反射来改变光的传播方向。(3)光学特性： 当光垂直于它的一个界面射入后，就会在其内部发生全反射，与平面镜相比它的反射率很高。反射面不必涂任何反光物质，反射时失真小。(4)全反射棱镜对光路的几种控制情形。如甲，当光垂直于AB面射入时，在AC面发生全反射，光线方向改变90如乙，当光垂直于AC面射入时，在AB、BC面发生全反射，光线方向改变180如丙，当光平行AC面射入时，在AC面发生全反射，射出后方向不变，发生侧移(5)全反射棱镜的应用在光学仪器里常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向。生活中有许多地方都用到了全反射棱镜，例如自行车尾灯。全反射棱镜不一定只是等腰三角形，棱镜还有多边形棱镜、半圆形棱镜、球形棱镜等。2光导纤维及其应用(1)光导纤维：用光密介质制成的用来传导光信号的纤维状的装置。(2)光纤通信原理：“光纤通信” 利用了全反射原理。构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外层透明介质两层组成。内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层的界面上发生全反射。使反射光的能量最强，实现远距离传送。(3)主要优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强，保密性好等。(4)光纤的应用：携带着数码信息，电视图像、声音等的光信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信三、几种全反射的应用的自然现象1.海上蜃景和沙漠蜃景2.水或玻璃中的气泡特别明亮。如特别明亮，是光线在气泡的表面发生全反射的结果。水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相比没有气泡的部分，有更多的光反射到人的眼睛中。光的能量大了，人就会感觉特别明亮。第十三章 光13.3 光的干涉一、杨氏干涉实验1光的双缝干涉实验：1801年，英国物理学家托马斯杨成功地观察到了光的干涉现象，开始让人们认识到光的波动性。(1)实验过程：让一束平行的完全相同的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的频率、相位和振动方向总是相同的，两个光源发出的光在挡板后面的空间互相叠加发生干涉。(2)实验现象：在屏上得到明暗相间的条纹。(3)实验结论：证明光具有波动性。2、光的干涉（1）干涉现象： 若两列相干光在空间传播时相遇，将在相遇区域发生波的叠加，如果在某些区域加强而在另一些区域减弱，且加强区域和减弱区域是相互间隔的，这种现象称为光的干涉现象，产生的图样叫做干涉图样。（2）干涉条件：两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定。能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用同一束光分成两列而获得称为分光法。3.光的干涉图样（1）振动加强的地方出现明条纹，振动减弱的地方出现暗条纹；（2）明条纹和暗条纹相互间隔；（3）明条纹的位置和暗条纹的位置是不随时间而变的。二、决定条纹间距的条件(1) 亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍(2) 即：|PS1PS2|k2k 2(k0,1,2,3)k0时，PS1PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹.此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹。k为亮条纹的级次(2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差是半波长的奇数倍。S1S2P1l即：|PS1PS2|(2k+1) 2(k0,1,2,3)k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开。3.深度理解 (1)两个相干光源发出的光在屏上的特征是在中央亮条纹两侧对称地分布着亮暗相间的各级干涉条纹,且相邻亮条纹和相邻暗条纹的间距相等. (2)光的干涉只是光波能量的重新分配,遵循能量守恒的原则.亮暗相间的条纹反映了光的能量在空间的分布情况,并不是光的干涉可以产生能量。三、对杨氏干涉实验的理解1一般情况下很难观察到光的干涉现象的原因由于不同光源发出的光的频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定有相同的频率和恒定的相位差，故一般情况下不易观察到光的干涉现象。2.杨氏双缝干涉实验的成功做法（1）双缝干涉的装置示意图（2）单缝屏的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。（3）双缝屏的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光。3.双缝干涉图样的特点（1）白光的干涉图样：若用白光作光源，则干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的。 （2）单色光的干涉图样：若用单色光作光源，则干涉条纹是明暗相间的条纹，且条纹间距相等。中央为亮条纹，两相邻亮条纹(或暗条纹)间距离与光的波长有关，波长越大，条纹间距越大。红光的亮条纹间距宽度最大,紫光的亮条纹间距宽度最小。4.条纹宽度（相邻两个亮条纹(或暗条纹)中心间距）相邻两个亮条纹条纹宽度: x= xk - xk-1 = k Ld (k-1) Ld = Ld 相邻两个暗条纹中心间距:x= (2k-1)Ld2 2(k-1)-1 Ld2 = Ld 即相邻亮条纹中央或相邻暗条纹中央间的距离 x = Ld第十三章 光13.4 实验：用双缝干涉测量光的波长一、实验目的(1)了解光波产生稳定的干涉现象的条件；(2)观察白光及单色光的双缝干涉图样；(3)掌握测定单色光的波长的方法。二、实验原理1.相邻两亮纹或暗纹的中心间距：x ld 2干涉图样的获得光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后相当于线光源,经双缝后产生稳定的干涉图样,通过屏可以观察到明暗相间的干涉条纹,如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。3光的波长的测定由公式 x ld 可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；l是双缝到屏的距离，可以测出，那么，只要测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距x，即可由公式 dlx 计算出入射光波长的大小。三、实验器材 双缝干涉仪(包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头，其中测量头又包括：分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。四、实验步骤1器材的安装与调整(1)先将光源(线状光源)、遮光筒依次放于光具座上，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮。(2)将单缝和双缝安装在光具座上，使线状光源、单缝及双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上，并注意使双缝与单缝相互平行，在遮光筒有光屏一端安装测量头，调整分划板位置到分划板中心刻线位于光屏中央。2.测量x的方法 测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图甲所示，测量时先转动测量头，让分划板中心刻线与干涉条纹平行，然后转动手轮，使分划板向左(或向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐，记下此时读数，再转动手轮，用同样的方法测出n个亮纹间的距离a，则可求出相邻两亮纹间的距离 x a2-a1n-1 。3观察双缝干涉图样(1)调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在510 cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，若干涉条纹不清晰，可通过遮光筒上的调节长杆轻轻拨动双缝，即可使干涉条纹清晰明亮。在屏上就会看到白光的双缝干涉图样。(2)将红色(或绿色)滤光片套在单缝前，通过目镜可看到单色光的双缝干涉条纹。(3)在光源及单缝之间加上一凸透镜，调节光源及单缝的位置，使光源灯丝成像于单缝上，可提高双缝干涉条纹的亮度，使条纹更加清晰五、数据处理(1)转动手轮，使分划板中心刻线对齐某条亮纹的中央，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a2；并记下两次测量的条纹数n，则相邻两亮条纹间距 x a2-a1n-1 。(2)用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(双缝间距d是已知的)。(3)将测得的l、x代入x ld求出光的波长。(4)多次重复上述步骤，求出波长的平均值。(5)换用不同的滤光片，重复上述实验。六、注意事项(1)放置单缝和双缝时，必须使缝平行。(2)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上。(3)测量头的中心刻线要对着亮(或暗)纹的中心。(4)要多测几条亮纹(或暗纹)中心间的距离，再求x。(5)照在像屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般是因为单缝与双缝不平行。七、误差分析(1)测双缝到屏的距离 L带来的误差，可通过选用毫米刻度尺，进行多次测量求平均值的办法减小误差。(2)测条纹间距x带来的误差。干涉条纹没有调到最清晰的程度。分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。测量多条亮条纹间距离时读数不准确。干涉条纹宽度的分析 光屏出现明条纹或暗条纹的位置是由两束光到达光屏上P点的光程差决定的.当 xk ld (k0,1,2) 时为明条纹,当x=(2k-1) ld2(k=1,2,)时为暗条纹.任意两条相邻的明条纹中心间距离为一个暗条纹的宽度x=xk-xk-1 ld.任意两条相邻的暗条纹中心间距离为一个明条纹的宽度x=xk-xk-1 ld.可见干涉条纹宽度都相等,测量条纹宽度时可以测出第1条到第n条明条纹中心间距离为a,每条明条纹宽度为x an-1,干涉条纹不仅等宽,而且每条明条纹的亮度也是相同的.第十三章 光13.5 光的衍射一、光的衍射1.光的衍射现象 光通过很小的狭缝时,偏离了直线传播方向,绕到障碍物的阴影里去,光所到达的范围会远远超过它沿直线传播所应照明的区域,形成明暗相间的条纹或光环。2.产生明显衍射的条件 障碍物的尺寸可以跟光的波长相比或比光的波长还要小时，能产生明显的衍射。3三种衍射现象和图样特征（1）单缝衍射： 单缝衍射现象：若缝较宽,则光沿着直线传播,传播到光屏上的AB区域;若缝足够窄,出现亮暗相间的条纹,即发生衍射现象.单缝衍射图样的四个特点：a.中央条纹亮而宽;b.两侧亮条纹具有对称性,亮条纹宽度逐渐变窄,亮度逐渐减弱;c.波长一定时,单缝窄的中央条纹宽,各条纹间距大;单缝不变时,光波波长大的中央条纹宽,各条纹间距大;d.白光发生单缝衍射时,中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹,且中央白色亮条纹外侧呈红色.4、衍射光栅（1）衍射光栅的结构：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学仪器。衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。说明:(i)衍射是波特有的现象,一切波均能发生衍射现象;()在衍射现象中,缝变窄时,衍射现象更加明显,光能传播到的区域变大,但通过缝的光线变少,条纹的亮度会降低.（2）圆孔衍射圆孔衍射现象:光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环。图样特征 衍射图样中,中央亮圆的亮度大,外面是亮暗相间的圆环,但外围亮环的亮度小,用不同的光照射时所得图样也有所不同.如果用单色光照射时,中央为亮圆,外面是亮度越来越暗的亮环如果用白光照射时,中亮圆为白色,周围是彩色圆环.(3)圆盘衍射障碍物的衍射现象 各种不同形状的障碍物也能使光发生衍射现象,使障碍物的阴影的轮廓模糊不清.若在单色光传播途中,放一个较小的圆形障碍物会发现在阴影中心有一个亮斑,这就是著名的泊松亮斑.圆盘衍射图样中的亮环或暗环间距随半径增大而减小;与圆孔衍射图样比较a.均是明暗相间的圆形条纹,中心均有亮斑;b.圆孔衍射图样中心亮斑较大,而泊松亮斑较小.二、单缝衍射和双缝干涉的区别与联系第十三章 光13.6 光的偏振一、偏振现象1.偏振现象是横波所特有的特征。故利用偏振现象可判断一列波是横波是纵波。2光的偏振(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿着各个方向振动的光波的强度都相同。(2)用两偏振片观察自然光,如图所示,当两偏振片的“狭缝”平行时,光屏上仍有亮光当两偏振片的“狭缝”相互垂直时,透射光的强度几乎为零,光屏上是暗的, 这种现象叫光的偏振。结论：光是一种横波特别提醒: (1)偏振片由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片,这个方向叫做透振方向. (2)偏振片对光波的作用就像狭缝对机械波的作用一样,但偏振片不改变光的颜色,即不能改变光的频率.3.偏振光的形成(1) 偏振片法-让自然光通过偏振片即可产生偏振光.(2) 反射折射法-自然光射到两种介质的界面上,如果入射光的方向合适, 则反射光和折射光都是偏振光二、光的偏振的应用1、摄影技术中的应用 在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可使反射来的偏振光不能进入照相机内，从而可拍出清晰的照片。故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”。2、偏振片在汽车挡风玻璃上的应用 在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐椅前面的挡风玻璃上安装一片偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45角，就可以解决这一问题。3、立体电影4、电子表的液晶显示第十三章 光13.7 光的颜色 色散一、光的颜色色散1.光的颜色光的颜色由光的频率决定,由 =cf 可知,不同颜色的光,波长不同.例:双缝干涉实验中,各种颜色的光的条纹间距不一样,说明不同颜色的光波长不同. 注意:光的颜色由频率决定,光在任何介质中,频率不变。2.白光的组成白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光组成.注意:白光发生干涉、衍射时,条纹是彩色的,说明白光是复色光.3光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。4光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列，就叫光谱二、色散的几种情况1.双缝干涉中的色散（1）用不同单色光做双缝干涉实验，得到的条纹之间距离不一样，但都是明暗相间单色条纹。由xld 知，红光波长最长，x最大；紫光波长最短，x最小。（2）白光干涉时的条纹是彩色的，即白光是由多种色光组成的复色光，发生干涉时，白光发生了色散现象。光程差为半波长的偶数倍，形成亮条纹；光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。2.薄膜干涉中的色散(1)白光的干涉图样是彩色的:竖直放置的肥皂液膜,因重力的作用,上面薄、下面厚,由于不同颜色的光的波长不同,从前后两个表面反射的光,在不同的位置相互加强,换句话说,不同颜色的光对应亮条纹的位置不同,不能完全重合,因此干涉图样看起来是彩色的。(2)条纹是水平方向的:因为在同一水平高度处,薄膜的厚度相同,从前、后两表面反射的光路程差均相同,如果此时两反射光互相加强,则此高度水平方向各处均加强,因此,明暗相间的干涉条纹应为水平方向的。3.单缝衍射时的色散 (1)用不同的单色光做单缝衍射实验,得到的条纹宽度不一样,红光的条纹最宽,紫光的条纹最窄。 (2)用白光做单缝衍射实验得到的是彩色条纹,发生了色散可把白光通过单缝看成由七种颜色的光同时通过单缝发生衍射,由于条纹宽度不一样,就形成了彩色条纹。4折射时的色散(1)棱镜：光学研究中常用棱镜的横截面为三角形,有的棱镜的横截面为梯形,通常都简称为棱镜。光学作用:光通过棱镜后向它的横截面的底边方向偏折,如图所示的为光的偏向角,光的偏向角越大,说明棱镜对光的偏折程度越大。棱镜对光的传播方向的改变遵循光的折射定律。三、各种色光的特性比较1.对光的颜色的理解(1)不同颜色的光,波长不同,频率不同；(2)不同的介质对同种颜色的光的折射率不同,因此在不同介质中该光的速度和波长均不相同,但频率相同的介质对不同频色的光的折射率不同,在该介质中不同颜色的光的速度和波长均不同光速由光的颜色和介质决定。(3)光的颜色是由频率决定的,而不是由波长决定的. 注意：光的频率(颜色)由光源决定,与介质无关,光的波长、波速与介质有关 2.单色光特性比较各种单色光红、橙、黄、绿、青、蓝、紫频率小大波长长短折射率小大波速(介质中)大小双缝干涉时所产生的条纹间距大小薄膜干涉时所产生的条纹间距大小经三棱镜折射时偏向角大小小大说明：(1)在同一介质中,频率越大的光折射率越大；(2)不同色光在真空中速度相同四、薄膜干涉的应用1用等倾法检查平面平整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光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹。光在空气层的上下表面发生反射，这两束反射光发生干涉。 如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示，即亮条纹在凹陷处向空气膜较薄处弯曲，在凸起处向空气膜较厚处弯曲。(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)2光学镜头上的增透膜为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂一层透明薄膜（氟化镁）。如图，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光波产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零,增强了透射光强度，这种薄膜叫增透膜。一般取最小厚度d满足2d2(此波长为光在该种介质中