高中物理 13.7光的顏色 色散課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十三章 光,第七節(jié) 光的顏色 色散,各種光的不同顏色，實(shí)際反映了它們不同的波長(zhǎng)（或頻率）．用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，由于白光內(nèi)各種單色光的干涉條紋間距不同，在屏上會(huì)出現(xiàn)彩色條紋．,一、光的顏色 色散,白光雙縫干涉條紋特點(diǎn)： 彩色條紋 中央明條紋是白色的 光的色散：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象 不同顏色的光，波長(zhǎng)不同,人眼視網(wǎng)膜上的兩種感光細(xì)胞 視桿細(xì)胞：對(duì)光敏感，不能區(qū)分不同波長(zhǎng)（頻率）的光 視錐細(xì)胞：對(duì)光敏感度不如視桿細(xì)胞，但能區(qū)分不同波長(zhǎng)（頻率）的光。,我們知道：波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積，這個(gè)關(guān)系對(duì)一切波都是適用的．不同的色光在真空中的傳播速度相同，所以波長(zhǎng)不同的色光，它們的頻率也不同：波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率越小；波長(zhǎng)越短，頻率越大．各色光在真空中的頻率的范圍見(jiàn)下表：,,,一、光的顏色 色散,讓一束光經(jīng)薄膜的兩個(gè)表面反射后，形成的兩束反射光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象叫薄膜干涉．,二、薄膜干涉中的色散,不同單色光的薄膜干涉條紋,可見(jiàn)，波長(zhǎng)λ越長(zhǎng)，干涉條紋越寬,1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一明條紋（暗條紋）應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方．由于光波波長(zhǎng)極短，所以微薄膜干涉時(shí)，介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋．,2、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋，陽(yáng)光下的肥皂泡和水面飄浮油膜出現(xiàn)彩色等都是薄膜干涉．,白光的薄膜干涉條紋 ——彩色條紋,水面上的油膜呈彩色,,,,薄膜干涉的應(yīng)用（一） ——檢查表面的平整程度,取一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個(gè)楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會(huì)看到干涉條紋,標(biāo)準(zhǔn)樣板,待檢部件,空氣薄層,如果被檢表面是平的，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的,如圖（b）所示；如果觀察到的干涉條紋如圖（c）所示，則表示被檢測(cè)表面微有凸起或凹下，這些凸起或凹下的地方的干涉條紋就彎曲。從彎曲的程度就可以了解被測(cè)表面的平整情況。這種測(cè)量精度可達(dá)10-6cm。,注：薄片厚度一般僅為零點(diǎn)零幾毫米左右，只相當(dāng)于一張紙片的厚度,,,,,鍍層薄膜,,,,,,在透鏡或棱鏡的表面上涂上一層薄膜(一般用氟化鎂)。當(dāng)薄膜的厚度適當(dāng)時(shí)，在薄膜的兩個(gè)表面上反射路程度恰好等于半個(gè)波長(zhǎng)，因而互相抵，這就大大減小光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度，這種薄膜叫增透膜。,1、增透的條件是什么？即鍍層薄膜的厚度至少多大？,2、是否對(duì)所有顏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長(zhǎng)的1/4。,因?yàn)槿搜蹖?duì)綠光最敏感，所以一般增 強(qiáng)綠光的透射，即薄膜的厚度是綠光 在薄膜中波長(zhǎng)的1/4。由于其它色光不 能被有效透射，故反射較強(qiáng)，這樣的 鏡頭呈淡紫色。,常用的棱鏡是橫截面積為三角形的三棱鏡，通常簡(jiǎn)稱為棱鏡．棱鏡可以改變光的傳播方向，還可以使光發(fā)生色散．,,,三、折射時(shí)的色散,一束白光經(jīng)過(guò)棱鏡后會(huì)發(fā)生色散,白光經(jīng)過(guò)棱鏡后在光屏上形成一條彩色的光帶，紅光在上端，紫光在最下端，不同色光通過(guò)棱鏡的后的偏折角度不同石因?yàn)槔忡R材料對(duì)不同色光的折射率不同．,由n=c/v知；在同一物質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度不一樣，波長(zhǎng)越短（頻率越大），波速越慢。,1、下列現(xiàn)象屬于薄膜干涉的有: （ ） A.在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋; B.雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹; C.陽(yáng)光下通過(guò)三棱鏡得到的彩色條紋 D.肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色環(huán)紋。,練習(xí)：,2、用單色光照射肥皂薄膜:（ ） A.看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋; B.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。 C.一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來(lái),形成兩列波,這兩列波頻率相同,所以可以產(chǎn)生干涉; D.若改用白光照射則看不到干涉條紋。,3、如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是下圖中的（ ）,4、劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖1所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖2所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：⑴任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)若在圖1裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋將（ ） A.變疏 B.變密 C.不變 D.消失,,,