高二物理光的颜色7

1、13.4 光的颜色 色散 用白光做双缝干涉实验，由于白光内各种单色光的用白光做双缝干涉实验，由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹白光白光蓝光蓝光红光红光一、光的颜色 色散 各种光各种光有有不同颜色，实际反映了它们有不同颜色，实际反映了它们有不同的波长（或频率）不同的波长（或频率）（1 1）不同颜色的光，频率不同）不同颜色的光，频率不同2、人眼视觉特点： 人眼视网膜上的两种感光细胞人眼视网膜上的两种感光细胞（1）视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波）视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光。长（频率）的光。（2）视锥细胞：对光敏

2、感度不如视杆细胞，）视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）的光。但能区分不同波长（频率）的光。3、各色光在真空中的波长和频率 c = 不同的色光在真空中的传播速度相同，不同的色光在真空中的传播速度相同，所以波长不同的色光，它们的频率也不同。所以波长不同的色光，它们的频率也不同。4、白光的色散 一束白光透过棱镜以后被分解为：一束白光透过棱镜以后被分解为： 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，这叫光谱。这叫光谱。红红紫紫 （1）光的颜色由频率来决定。红光频率最低，）光的颜色由频率来决定。红光频率最低，紫光频率最高；在不同的介质中，光的

3、频率不变。紫光频率最高；在不同的介质中，光的频率不变。 （2）不同频率的光在真空中的传播速度相同，）不同频率的光在真空中的传播速度相同，但在介质中不同。但在介质中不同。 （3）同一介质对不同光的折射率不同，一般）同一介质对不同光的折射率不同，一般有有“频率越高，折射率越大频率越高，折射率越大”(定性定性)。 （4）光在介质中传播时光速发生变化，波长）光在介质中传播时光速发生变化，波长也发生变化：同一色光在不同介质中，折射率大的也发生变化：同一色光在不同介质中，折射率大的光速小，波长短光速小，波长短(定量定量n质质=c/v=/ )；不同色光在同；不同色光在同一介质中频率高的折射率大，光速小，波长

4、短一介质中频率高的折射率大，光速小，波长短（定（定量量n色色= c/v ,v = ）。色光规律归纳：1.1.（0303全国）一束单色光从空气射入玻璃全国）一束单色光从空气射入玻璃中，则其中，则其 ( )( )A A频率不变，波长变长频率不变，波长变长 B B 频率变大，彼长不变频率变大，彼长不变C C 频率不变，波长变短频率不变，波长变短 D D 频率变小，波长不变频率变小，波长不变C练习1:2.（0404全国春季）对于单色光，玻璃的折射率比全国春季）对于单色光，玻璃的折射率比水大，则此光在玻璃中传播时（水大，则此光在玻璃中传播时（ ）A A、其速度比在水中的大，其波长比在水中的长、其速度比在

5、水中的大，其波长比在水中的长B B、其速度比在水中的大，其波长比在水中的短、其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C C、其速度比在水中的小，其波长比在水中的短、其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D D、其速度比在水中的小，其波长比在水中的长、其速度比在水中的小，其波长比在水中的长C练习2:3.3.紫光由折射率为紫光由折射率为n n的棱镜进入空气，则下的棱镜进入空气，则下列说法中正确的是列说法中正确的是( )( )A.A.频率为原来的频率为原来的n n倍，波长为原来的倍，波长为原来的1/n1/nB.B.波长为原来的波长为原来的n n倍，波速为原来的倍，波速为原来的n n倍倍C.C.频率为原

6、来的频率为原来的n n倍，波长为原来的倍，波长为原来的n n倍倍D.D.频率为原来的频率为原来的1/n1/n，波长为原来的，波长为原来的n n倍倍B练习3:1 1、概念：、概念：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉薄膜干涉（2）原理）原理： 薄膜的前后两表面反射光叠加而产生。薄膜的前后两表面反射光叠加而产生。（3）规律：）规律：2d=n时，亮条纹时，亮条纹2d=（n+1/2） 时时 ，暗条纹，暗条纹（4）产生干涉条纹的条件：）产生干涉条纹的条件：薄膜厚度有变化薄膜厚度有变化（1）现象：）现象：水

7、平明暗相间条纹水平明暗相间条纹二、薄膜干涉中的色散 （1 1）在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方应出现在膜的厚度相等的地方（4 4）用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的）用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘的浮油膜出现彩色等都是薄膜干肥皂泡和水面飘的浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉涉 （3 3）如薄膜厚度均匀变化，用）如薄膜厚度均匀变化，用单色光照射，条纹间单色光照射，条纹间距相等距相等；用；用白光照射，在同一

8、厚度某一波长的光反射白光照射，在同一厚度某一波长的光反射后增强，另一波长的光也可能减弱，故呈现等间隔彩后增强，另一波长的光也可能减弱，故呈现等间隔彩色条纹色条纹. .2、规律分析：（2 2）* *由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉时，由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色白光的薄膜干涉条纹彩色条纹干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环 干涉现象是由于凸透干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的表面反射光叠加形成的 干涉条

9、纹不等间距是因为空气膜厚度不干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的是均匀变化的3、牛顿环4.4.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成（下会形成（ ）A A黑白相间的水平干涉条纹黑白相间的水平干涉条纹B B黑白相间的竖直干涉条纹黑白相间的竖直干涉条纹CC彩色水平干涉条纹彩色水平干涉条纹D D彩色竖直干涉条纹彩色竖直干涉条纹C练习4:5.5.关于薄膜干涉现象，下列说法中正确的是关于薄膜干涉现象，下列说法中正确的是（ ）A A在波峰和波峰叠加处，光得到加强，将出在波峰和波峰叠加处，光得到加强，将出现亮条纹，在波谷和波谷叠加处，光将减弱，

10、现亮条纹，在波谷和波谷叠加处，光将减弱，出现暗条纹出现暗条纹B B观察皂液薄膜的干涉现象时，观察者和光观察皂液薄膜的干涉现象时，观察者和光源应该位于薄膜的同侧源应该位于薄膜的同侧CC当薄膜干涉的条纹是等距的平行明暗条纹当薄膜干涉的条纹是等距的平行明暗条纹时，说明薄膜厚度处处相同时，说明薄膜厚度处处相同D D薄膜干涉中，同一条纹上各点厚度都相同薄膜干涉中，同一条纹上各点厚度都相同BD练习5:6、如图、如图4-4所示，竖直的肥皂液膜的横截面，右侧受到所示，竖直的肥皂液膜的横截面，右侧受到一束平行光的照射，关于肥皂液膜产生干涉条纹的说法一束平行光的照射，关于肥皂液膜产生干涉条纹的说法正确的是正确的是

11、()A.在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液薄膜左右在右侧观察到的干涉条纹是由光线在肥皂液薄膜左右两个表面反射的两列波迭加生成的两个表面反射的两列波迭加生成的B.在左侧也能观察到类似的条纹在左侧也能观察到类似的条纹C.观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色彩相间的观察到的条纹可能是黑白相间的也可能是色彩相间的D.观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的观察到的条纹可能是水平的也可能是竖直的A练习6: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

12、成一个楔形空气膜，用单色光从上面向下照射，入射光从空气层的上下表面反射出用单色光从上面向下照射，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。两列光形成相干光，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三、薄膜干涉的应用（一）检查表面的平整程度如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的, ,如图（如图（b b）所示；如果观察到的干涉条纹如图（）所示；如果观察到的干涉条纹如图（c c）所示，）所示，则表示被检测表面微有则表示被检测表面微有* *（或凹下），这些凸起（或（或凹下），这些凸起

13、（或凹下）的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以凹下）的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达了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，只相当于一张纸的厚度被检测平面的凹凸判定：7.7.下图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是下图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置，检查中所观察到的干涉条纹如图乙否平整的装置，检查中所观察到的干涉条纹如

14、图乙所示，则所示，则 ( )( )A.A.产生干涉的两列光波分别是由产生干涉的两列光波分别是由a a的上表面和的上表面和b b的的下表面反射的下表面反射的B.B.产生干涉的两列光波分别是由产生干涉的两列光波分别是由a a的下表面和的下表面和b b的上的上表面反射的表面反射的C.C.被检查的玻璃表面有凸起被检查的玻璃表面有凸起D.D.被检查的玻璃表面有凹陷被检查的玻璃表面有凹陷BD 练习7: 8.8.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示。将劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入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

15、表面之间形成一个劈形空气两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。干涉条纹有如下特点：（图所示。干涉条纹有如下特点：（1 1）任意一条明条纹）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2 2）任意相）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差相等。现若在邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差相等。现若在图图1 1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形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空气薄膜后，从上

16、往下观察到的干涉条纹 ( ) ( ) A A变疏变疏 B B变密变密 C C不变不变 D D消失消失A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，在薄膜的两个表面上反射路程度差恰薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度差恰好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫损失，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（二）增透膜1、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

17、什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？2、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，所以一般因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即增强绿光的透射，即薄膜的厚度是薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的绿光在薄膜中波长的1/41/4。由于其它。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈这样的镜头呈淡紫色淡紫色。问题思考： 9.9.市场上有种灯具俗称市场上有种灯具俗称“冷光灯冷光灯”，用，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效

18、它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛应用于各种场所，应大大降低，从而广泛应用于各种场所，这种灯降低热效应的原理之一是灯泡后面这种灯降低热效应的原理之一是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜( (例例如氟化镁如氟化镁) )，这种膜能消除不镀膜时表面，这种膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线，以反射回来的热效应最显著的红外线，以表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为膜的厚度最小应为( )( )A.A. / /8 B.8 B. / /4 C.4 C. /2 D./2 D.B练习9:

19、10.10.下列说法中正确的是下列说法中正确的是( )( )A.A.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是紫光条纹较远的是紫光B.B.用白光做光的干涉实验时，偏离中央明用白光做光的干涉实验时，偏离中央明条纹较远的是红光条纹较远的是红光C.C.涂有增透膜的照相机镜头，增强了对紫涂有增透膜的照相机镜头，增强了对紫光的透射程度光的透射程度D.D.从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜从竖立肥皂膜上看到的彩色条纹是从膜的两表面反射光干涉的结果的两表面反射光干涉的结果BD练习10:11.11.在光学镜上涂有增透膜，已知增透膜在光学镜上涂有增透膜，已知增透膜的折射率为

20、的折射率为1.41.4，绿光的波长为，绿光的波长为5600A5600A，则增透膜的厚度为则增透膜的厚度为_1000A练习11:12.登山运动员在登雪山时要注意防止紫登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为，所要消除的紫外线的频率为8

21、.11014Hz，那么它设计的这种，那么它设计的这种“增反增反膜膜”的厚度至少是多少？的厚度至少是多少？ 练习12:13.13.高层建筑物外墙大量使用的是幕墙玻璃，在高层建筑物外墙大量使用的是幕墙玻璃，在白天，外面的人看不见室内的物体，而室内的白天，外面的人看不见室内的物体，而室内的人却能看见室外的景物，其原因是（人却能看见室外的景物，其原因是（ ）A A在玻璃的外表面涂有增透膜在玻璃的外表面涂有增透膜B B在玻璃的外表面涂有高反射膜（即对光的反在玻璃的外表面涂有高反射膜（即对光的反射率远大于透射率的物质）射率远大于透射率的物质）CC在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物质在玻璃的外表面涂有大量吸收

22、光的物质D D在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜B练习13:常用的棱镜是横截面为三角形的三棱镜，通常简称为棱镜棱镜可以改变光的传播方向，还可以使光发生色散四、折射时的色散 通过实验或作通过实验或作光路可知（如图），光路可知（如图），从玻璃棱镜的一个从玻璃棱镜的一个侧面射出的光线从侧面射出的光线从另一侧面射出时向另一侧面射出时向底面偏折底面偏折偏折角度不仅偏折角度不仅与棱镜材料的折射与棱镜材料的折射率有关，还跟入射率有关，还跟入射角、棱镜顶角大小角、棱镜顶角大小有关有关点击画面观看动画1、棱镜对光路的 改变作用 光线向底边偏折光线向底边偏折 虚像向顶角偏移虚像向顶角偏移（2）偏折角）偏折角：（如上图中的（如上图中的）在保证入）在保证入射角和棱镜顶角不变的条件下射角和棱镜顶角不变的条件下,棱镜折射率棱镜折射率n越大越大, 偏折角偏折角越大越大（1）棱镜对光路的