《光的颜色色散》PPT课件.ppt

1、彩虹摄于西藏阿里高原,地上的油膜,肥皂泡,13.4 光的色散,自学指导题,什么叫光的色散?光的颜色由哪一个量决定?七色光中按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列，其波长、频率、波速、折射率如何变化？ 什么叫光谱？ 薄膜干涉是如何形成的？你能举出日常生活中薄膜干涉的实例吗？ 什么是棱镜？常用棱镜的横截面是什么形状？三棱镜对光线有什么作用？若组成棱镜的材料相比周围介质是光疏介质时，则三棱镜对光线的控制作用会发生什么变化？,光的颜色有哪些因素决定？,在什么环境下可以看到白光得到彩色条纹呢？,白光是不是单色光呢?,13.4 光的颜色 色散,一、光的颜色 色散,光的颜色决定因素：由频率决定,光的色散定义

2、：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。,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？,竖直放置的肥皂膜由于重力的作用是下面厚、上面薄，因此在薄膜不同的地方，从膜的前后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后加强，则出现两条纹；若叠加后振动减弱，则出现暗条纹；若在白光下照射出现彩色干涉条纹。,形成干涉条纹的原因,二、薄膜干涉中的色散,1. 薄膜干涉的成因,出现薄膜干涉条纹的条件是介质膜足够薄,说明,眼睛要与光源在同一侧才能观察到薄膜干涉条纹,薄膜干涉的应用（一） 检

3、查表面的平整程度,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,标准样板,待检部件,空气薄层,如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）所示；如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或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10-6cm。,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（一） 检查表面的平整程度,镀

4、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)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。,薄膜干涉的应用（二） 增透膜,增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？,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，即薄膜的厚度是绿光 在薄膜中波长的1/4。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。,薄膜干涉的应用（二） 增透膜,三、薄膜干涉中的色散,1. 薄膜干涉的成因,2. 薄膜

5、干涉的应用,（1）用干涉法检查表面的平整程度 （2）增透膜：薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。,三棱镜对光路有什么作用呢？对物体成像有什么作用？,三、折射时的色散,2. 三棱镜对单色光的作用（改变光的传播方向）,光束通过三棱镜总是向底面偏折,三棱镜成像总是向顶角偏折,什么是棱镜：常见的棱镜截面为三角形，有的棱镜为梯形，通常称为棱镜。,前提：由真空（空气）射入玻璃,思考：当棱镜中央挖空充有空气，棱镜周围充满水，这是对单色光又有什么作用呢？,这个图片说明了什么现象？通过这个现象有说明了什么问题呢？描述光的物理量发生了什么变化呢？,二、折射时的色散,2. 三棱镜对单色光的作用（改变光的传播

6、方向）,3. 三棱镜对复色光的作用（使复色光发生色散）,定义：一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光带，这种现象称作折射时的色散。,说明,说明白光是一种复色光,棱镜对不同颜色的光折射作用不同，对紫光的折射作用最大，对红光的折射作用最小,在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大,1. 什么是棱镜：,知识总结,巩固练习,1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ ） A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹; B.雨后天空中呈现的彩虹; C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹 D.肥皂泡上呈现的彩色条纹。,2、用单色光照射肥皂薄膜:（ ） 看到的干涉图样是明暗相间的条纹; 从光源发出的光与

7、肥皂膜表面反射的光发生干涉,形成干涉图样。 一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来,形成两列波,这两列波频率相同,所以可以产生干涉; 若改用白光照射则看不到干涉条纹。,AD,AC,巩固练习,3. 2002（上海卷）如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ ）,A B C D,D,巩固练习,4.(93年高考题)如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的( )Aa的上表面和b的下表面 Ba

8、的上表面和b的上表面Ca的下表面和b的上表面Da的下表面和b的下表面,C,5、2003（上海卷）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在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将（ ） A.变稀疏 B.变紧密 C.不变 D.消失,巩固练习,A,6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：A. 增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；B. 增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4；C. 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4； D. 因为增透膜厚度一般选适合绿光反射