高二物理选修3-4_13.7_光的颜色_色散

第十三章光一、光的颜色色散1.光的颜色决定因素：由频率决定2.光的色散定义：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。肥皂液薄膜在阳光下呈彩色生活中常见的干涉现象二.薄膜干涉中的色散薄膜干涉实验4、像上出现明暗相间的黄色条纹5、随着时间的推移，条纹间距越来大。1、点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐。3、在火焰的同侧观察火焰的反射像。2、用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。2、单色光的薄膜干涉图样是？3、白光的薄膜干涉图样是怎样？思考：1、为什么会有明暗相间的条纹？4、条纹间距离与什么因素有关？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？由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。原理前表面后表面•光程差为波长的整数倍，即膜的厚度满足半波长的整数倍.形成亮条纹。•光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。即膜的厚度满足1/4波长的奇数倍.原理为什么白光照射时是彩色条纹?d=nλ/2d=(2n+1)λ/4膜的厚度对条纹间距的影响?二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因①出现薄膜干涉条纹的条件是介质膜足够薄说明②眼睛要与光源在同一侧才能观察到薄膜干涉条纹应用1.检查物体表面的平整程度2.增透膜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。(a)(b)(c)单色光标准样板薄片被检测平面注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度薄膜干涉的应用1——检查表面的平整程度楔性空气薄层标准样板被检测平面光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉.如果被检测表面的平整的,将看到与底线平行的干涉条纹.等厚线2223根据等厚线判断凹凸2.增透膜增透膜薄膜厚度4d增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色,为什么?思考膜的厚度为绿光在膜中波长的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。干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的3、牛顿环二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因2.薄膜干涉的应用（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。牛顿环3.牛顿环三、衍射时的色散用白光做光的单缝衍射实验，得到的条纹是彩色的。这是因为白光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光的亮条纹位置不同，于是各种色光就区分开了。这个现象是光在衍射时的色散。白光的单缝衍射图样四.折射时光的色散1.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。思考：三棱镜对光路有什么作用呢？对物体成像有什么作用？θθ(1)光束通过三棱镜总是向底面偏折2、棱镜对单色光的作用偏折角度结论：透镜材料的折射率越大，偏折角越大（3）棱镜能改变光的传播方向，但不改变光束的性质。（2）三棱镜成像总是向顶角偏折前提：由真空（空气）射入玻璃折射时光的色散:实验：一束白光经过棱镜后会发生什么现象?这一现象说明了什么问题？现象：白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带（红光在上端，紫光在最下端)结论：①白光是由不同颜色的光组成的。②棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。四、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）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①说明白光是一种复色光②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③在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大1.什么是棱镜：光的色散