河南省洛陽市高中物理 第十三章 光 13.7 光的顏色色散優(yōu)質(zhì)課件 新人教版選修3-4

1、1絢麗的彩虹2璀璨的鉆石3 你想知道這些美麗的現(xiàn)象是你想知道這些美麗的現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的么？如何產(chǎn)生的么？繽紛的氣泡4光的顏色光的顏色 色散色散5學(xué)習(xí)目標(biāo)v1 1知道不同顏色的光，波長(zhǎng)不同知道不同顏色的光，波長(zhǎng)不同。v2 2知道什么是色散，了解什么是光譜知道什么是色散，了解什么是光譜。v3 3通過實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象，了解其應(yīng)用。通過實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識(shí)薄膜干涉現(xiàn)象，了解其應(yīng)用。v4 4經(jīng)歷不同物理過程中光的色散現(xiàn)象的探究過程，經(jīng)歷不同物理過程中光的色散現(xiàn)象的探究過程，了解色散在生活中的應(yīng)用。了解色散在生活中的應(yīng)用。v5 5通過自然界中的光現(xiàn)象通過自然界中的光現(xiàn)象虹的教學(xué)及色散現(xiàn)虹的教學(xué)及色散現(xiàn)象的

2、教學(xué)激發(fā)學(xué)生對(duì)大自然的熱愛以及對(duì)自然之謎象的教學(xué)激發(fā)學(xué)生對(duì)大自然的熱愛以及對(duì)自然之謎的求知欲望。的求知欲望。6紅光紅光白光白光藍(lán)光藍(lán)光雙縫干涉現(xiàn)象雙縫干涉現(xiàn)象光的顏色由什么決定呢？光的顏色由什么決定呢？71.1.光的顏色由光的光的顏色由光的頻率（波長(zhǎng)）頻率（波長(zhǎng)）決定。決定。2.2.含有多種顏色的光被分解為單色光的含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做現(xiàn)象叫做光的色散光的色散。3.3.含有多種顏色的光被分解后，各種色含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其光按其波長(zhǎng)波長(zhǎng)的有序排列，就是光譜。的有序排列，就是光譜。8760400620600580490450 430藍(lán)藍(lán)紅紅橙橙 黃黃綠綠青青紫紫

3、真空中波長(zhǎng)(nm)頻率( 10 Hz)147.503.955.004.765.266.00 6.676.989水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色10 陽光照在空中飛舞的肥皂泡上，會(huì)產(chǎn)生彩色的條紋，陽光照在空中飛舞的肥皂泡上，會(huì)產(chǎn)生彩色的條紋，這就是薄膜干涉所產(chǎn)生的這就是薄膜干涉所產(chǎn)生的色散色散現(xiàn)象。現(xiàn)象。11現(xiàn)象解釋現(xiàn)象解釋薄膜薄膜第一個(gè)界面的反射光第一個(gè)界面的反射光第一個(gè)界面的反射光第一個(gè)界面的反射光第一個(gè)界面的反射光第一個(gè)界面的反射光第二個(gè)界面的反射光第二個(gè)界面的反射光第二個(gè)界面的反射光第二個(gè)界面的反射光第二個(gè)界面的反射光第二個(gè)界面的反射光單色光入射 兩個(gè)界面的反射光頻率兩個(gè)界面的反射光

4、頻率相同，會(huì)發(fā)生干涉。相同，會(huì)發(fā)生干涉。光程差光程差=2d若若=n，該處為亮條紋該處為亮條紋若若= ，該處為暗條該處為暗條紋紋21+2n 由于重力作用，薄膜厚由于重力作用，薄膜厚度由上至下遞增，會(huì)呈現(xiàn)明度由上至下遞增，會(huì)呈現(xiàn)明暗相間條紋。暗相間條紋。若入射光為白光，則會(huì)呈現(xiàn)彩色條紋。若入射光為白光，則會(huì)呈現(xiàn)彩色條紋。12薄膜干涉薄膜干涉1、定義：、定義： 由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成13產(chǎn)生原因是當(dāng)肥皂膜豎直放置，由于重力作用，產(chǎn)生原因是當(dāng)肥皂膜豎直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，經(jīng)前后膜兩膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，經(jīng)前后膜兩次

5、反射，又疊加在一起，后膜反射光的路程比次反射，又疊加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度倍膜厚。若膜厚度2倍等于波長(zhǎng)整倍等于波長(zhǎng)整數(shù)倍，兩列光波加強(qiáng)，呈現(xiàn)明紋。若某種膜厚數(shù)倍，兩列光波加強(qiáng)，呈現(xiàn)明紋。若某種膜厚度度2倍等于半個(gè)波長(zhǎng)奇數(shù)倍，此處兩處兩列波互倍等于半個(gè)波長(zhǎng)奇數(shù)倍，此處兩處兩列波互相減弱，出現(xiàn)暗紋。膜厚度變化是連續(xù)的，就相減弱，出現(xiàn)暗紋。膜厚度變化是連續(xù)的，就了現(xiàn)明暗相間條紋。了現(xiàn)明暗相間條紋。薄膜干涉：產(chǎn)生原因薄膜干涉：產(chǎn)生原因14用單色光照射肥皂薄膜時(shí)，發(fā)生光的干用單色光照射肥皂薄膜時(shí)，發(fā)生光的干涉現(xiàn)象，這時(shí)（涉現(xiàn)象，這時(shí)（ ）A A、看到的干涉圖樣是

6、明暗相間的條紋看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋B B、從光源所在同一側(cè)才能看到干涉圖樣從光源所在同一側(cè)才能看到干涉圖樣C C、從光源的另一側(cè)才能看到干涉圖樣從光源的另一側(cè)才能看到干涉圖樣D D、從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)生干涉，形成干涉圖樣光發(fā)生干涉，形成干涉圖樣ABAB15薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用 a.a.干涉法檢查平面干涉法檢查平面 原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，原理：在被檢平面與透明樣板間墊一個(gè)薄片，使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層當(dāng)用單色光使其間形成一個(gè)楔形的空氣薄層當(dāng)用單色光從上面照射時(shí)，入射光從空氣層的上、下表面從上面照射時(shí)，入射光

7、從空氣層的上、下表面反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條反射出兩列光波，于是從反射光中看到干涉條紋紋16劈形空氣薄層劈形空氣薄層標(biāo)準(zhǔn)樣板標(biāo)準(zhǔn)樣板被檢測(cè)平面被檢測(cè)平面 光在空氣層的上下表面發(fā)生反射光在空氣層的上下表面發(fā)生反射,這兩這兩束反射光發(fā)生干涉束反射光發(fā)生干涉. 如果被檢測(cè)表面如果被檢測(cè)表面的平整的的平整的, ,將看到與將看到與底線平行的干涉條底線平行的干涉條紋紋. .檢查工件的平整度檢查工件的平整度172223左凹右凸左凹右凸18b.b.增透膜增透膜 原理：原理：當(dāng)當(dāng)薄膜的厚度是入射光在薄膜中薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長(zhǎng)的波長(zhǎng)的時(shí)時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上的，在薄膜的兩個(gè)面上的反射光，光

8、程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而反射光，光程差恰好等于半波長(zhǎng)，因而相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射相互抵消，達(dá)到減小反射光，增大透射光的作用光的作用思考思考: :增透膜能否將增透膜能否將所有反射光都抵消所有反射光都抵消 思考思考: :怎樣來確定增透膜的厚度？怎樣來確定增透膜的厚度？ 19因?yàn)槿说囊曈X最敏感的色光為綠光，因?yàn)槿说囊曈X最敏感的色光為綠光，所以所以增透膜的厚度為綠光在增透膜中增透膜的厚度為綠光在增透膜中波長(zhǎng)的波長(zhǎng)的1/41/4。以增大綠光的透射強(qiáng)度。以增大綠光的透射強(qiáng)度。因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大，所以照照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色照相

9、機(jī)和望遠(yuǎn)鏡照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡20另一種實(shí)現(xiàn)光的干涉裝置另一種實(shí)現(xiàn)光的干涉裝置 牛頓環(huán)牛頓環(huán)拓展：拓展：干涉干涉裝置裝置21有種燈具俗稱有種燈具俗稱 冷光燈冷光燈 ，用它照射物品處，用它照射物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，這種燈降低熱效產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氧化鎂），玻璃表面上鍍一層薄膜（例如氧化鎂），這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的紅外線熱效應(yīng)。以的紅外線熱效應(yīng)。以表示此紅外線的波表示此紅外線的波長(zhǎng)，則所鍍膜的厚度最小應(yīng)為：長(zhǎng)，則所鍍膜的厚度最小應(yīng)為

10、：A A、 /8;/8; B B、/4;/4; C C、/2 ;/2 ; D D、 B22如圖所示是用于干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面如圖所示是用于干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片是否平的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋，是由下列哪產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋，是由下列哪個(gè)表面反射的光線疊加而成的（個(gè)表面反射的光線疊加而成的（ ）A Aa a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面D Da a的下表面和的下表

11、面和b b的上表面的上表面D235 5一束單色平行光，通過雙縫在屏上得一束單色平行光，通過雙縫在屏上得到干涉條紋，則到干涉條紋，則( ( ) )A A相鄰明條紋或暗條紋的間距不相等相鄰明條紋或暗條紋的間距不相等B B用紅光做實(shí)驗(yàn)比用紫光做實(shí)驗(yàn)得到的用紅光做實(shí)驗(yàn)比用紫光做實(shí)驗(yàn)得到的明條紋或暗條紋的間距大明條紋或暗條紋的間距大C C屏上某暗條紋中一點(diǎn)到兩縫的距離的屏上某暗條紋中一點(diǎn)到兩縫的距離的差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍D D如改用白光做實(shí)驗(yàn)，得不到干涉條紋如改用白光做實(shí)驗(yàn)，得不到干涉條紋 BC246 6如圖是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，其光如圖是雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，其光屏上屏上P P處發(fā)現(xiàn)

12、明條紋，則雙縫到光屏上處發(fā)現(xiàn)明條紋，則雙縫到光屏上P P點(diǎn)的距離之差為點(diǎn)的距離之差為( ( ) )A A光波的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍光波的半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍B B光波的波長(zhǎng)的奇數(shù)倍光波的波長(zhǎng)的奇數(shù)倍C C光波的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍光波的半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍D D光波的波長(zhǎng)的偶數(shù)倍光波的波長(zhǎng)的偶數(shù)倍C25 分別用紅光與藍(lán)光射向同一個(gè)單縫，縫后分別用紅光與藍(lán)光射向同一個(gè)單縫，縫后的屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋，但條紋的的屏上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋，但條紋的間距也不相同，因此用白光做單縫衍射的實(shí)驗(yàn)，間距也不相同，因此用白光做單縫衍射的實(shí)驗(yàn)，同樣也會(huì)在光屏上看到彩色的條紋。同樣也會(huì)在光屏上看到彩色的條紋。紅光紅光藍(lán)光藍(lán)光白

13、光白光單縫衍射中的色散單縫衍射中的色散26折射中的色散折射中的色散27現(xiàn)象解釋棱鏡光屏282930課堂小結(jié)課堂小結(jié)1.1.色散：將復(fù)色光分解成單色光的現(xiàn)象。色散：將復(fù)色光分解成單色光的現(xiàn)象。2.2.產(chǎn)生色散現(xiàn)象的原因：不同單色光在介質(zhì)中產(chǎn)生色散現(xiàn)象的原因：不同單色光在介質(zhì)中的頻率、波長(zhǎng)、折射率、傳播速度均不同。的頻率、波長(zhǎng)、折射率、傳播速度均不同。3.3.可見光的可見光的f、 n、 v的規(guī)律：的規(guī)律：紅光紅光紫光紫光fnv31標(biāo)準(zhǔn)樣板標(biāo)準(zhǔn)樣板待檢部件待檢部件空氣薄層空氣薄層薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用32如果被檢表面是平的，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的如果被檢表面是平的，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的, ,如圖（如圖（b b）所示；如果觀察到的干涉條紋如圖（）所示；如果觀察到的干涉條紋如圖（c c）所示，）所示，則表示被檢測(cè)表面微有凸起或凹下，這些凸起或凹下的則表示被檢測(cè)表面微有凸起或凹下，這些凸起或凹下的地