2019-2020学年高中物理 第13章 光 第7节 光的颜色 色散 第8节 激光课件 新人教版选修

第7节光的颜色色散第8节激光固知识、要点梳理要点一光的色散1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长1__________．2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为2__________的现象．3．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其3__________的有序排列．不同单色光波长4．色散的分类(1)薄膜干涉中的色散①薄膜干涉中相干光的获得：光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面4__________的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的5__________、恒定的相位差及振动方向．反射频率②薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的6__________不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现7__________条纹；在另一些位置，两列波相遇后相互削弱，于是出现8__________条纹．路程差亮暗③竖放肥皂液膜彩色干涉条纹的成因如图所示，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，在不同的位置被加强，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，因此看起来是彩色的．④增透膜a．原理：光学镜头表面常常镀一层介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度为入射光在薄膜中波长的14，从介质膜前后两个面反射的光的路程差为λ2，所以两列光波相互削弱，使反射光的强度大大降低，透射光的强度得到加强．b．对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”．其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强．增透膜正是通过“消反”来确保“增透”的．(2)衍射时的色散：用白光进行衍射实验时，得到的是9__________条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的10__________不同．(3)折射时的色散：如图，说明通过棱镜折射后由上到下的色光顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速11__________．彩色位置越慢1．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂液薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是图中的()解析：选D酒精灯发出的光在肥皂膜前后两个表面上反射后叠加，形成干涉图样，两列反射光叠加时的路程差与肥皂膜的厚度有关，相同厚度处光程差相同，而同一条亮条纹(或暗条纹)上路程差也相同，肥皂膜竖起时同一水平线的膜厚度相同．故肥皂膜上的亮(暗)条纹是一些水平的平行直线，即正确答案为D.2．(2018·天津静海一中检测)如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大解析：选B白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏上由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小，故A错误，B正确；根据折射定律得知，玻璃对红光的折射率比紫光小，故C错误；由v＝cn分析可知，折射率大的在玻璃中传播速度小，则紫光的传播速度比红光小，故D错误．3．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时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8mB．1.85×10－7mC．1.23×10－7mD．6.18×10－8m解析：选C为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从薄膜的前、后两表面的反射光的叠加后，振动加强，波程差应等于入射光在薄膜中的波长λ的整数倍，即2d＝nλ(n＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长λ0＝cν＝3.7×10－7m，在膜中的波长λ＝λ0n＝2.47×10－7m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m，C选项正确，A、B、D选项错误．要点二激光1．激光的产生：激光是原子受激辐射产生的光，两列相同激光发光的方向、频率、偏振方向均相同，相遇可以发生干涉．激光是人工产生的相干光．2．激光的特点(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯．用激光做衍射、干涉实验，效果很好．(2)激光的平行度好．从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光．传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围．(3)亮度高．激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．3．全息照相(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的12__________信息．相位(2)原理：全息照相的拍摄利用了光的13__________原理，使14__________和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．这要求参考光和物光必须具有很高的15__________性．(3)观察全息照片时要用16__________照射照片，从另一侧面观察．干涉参考光相干激光4．对于激光的认识，以下说法中正确的是()A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光一定比普通光的强度大解析：选C激光是原子受激辐射产生的光，是人工产生的一种相干光，与普通光源发出的光不同，C正确，A、B错误；用途不同，不同激光的强度大小并不相同，激光不一定比普通光的强度大，D错误．5．(多选)关于全息照相，下列说法正确的是()A．普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息B．全息照片的拍摄利用了光的衍射现象C．激光的出现使全息照相技术得到了长足的发展D．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术解析：选AC由全息照相的原理可知A对，B错；激光的出现使全息照相技术得到了长足的发展，C对；立体电影的拍摄是利用了光的偏振，D错．6.激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角θ照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光信号转变成电信号，如图所示．如发现光点向右移动Δs的距离到达B′，则液面是升高了还是降低了？变化了多少？解析：变化前后的光路图如图，由图知光点右移时液面下降，由几何知识知：四边形ODB′B为平行四边形，△OCD为等腰三角形，CE为其高，在△OCD中可解得：液面下降Δh＝Δs2·cotθ.答案：降低Δs2cotθ