高中物理光的顏色、色散人教版選修3413.4光的色散.ppt

色散光的 彩虹是怎么產生的 紅花綠草的顏色是由什么決定的 常用的棱鏡是橫截面積為三角形的三棱鏡 通常簡稱為棱鏡 棱鏡可以改變光的傳播方向 還可以使光發(fā)生色散 棱鏡 一 棱鏡對光的改變作用 1 棱鏡對光的改變作用 光線向底邊偏折虛像向頂角偏移 2 偏折角 如上圖中的 在保證入射角和棱鏡頂角不變的條件下 棱鏡折射率越大 偏折角 越大 一 光的色散 結論 白光不是單色光 而是由各種色光混合成的 太陽光通過三棱鏡后被分解成七種色光 依次是紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫 發(fā)生色散現(xiàn)象的原因 1 現(xiàn)象表明 同樣入射角的各種色光經棱鏡折射后 偏折的角度不同 大小順序如何 2 棱鏡材料對各種色光的折射率不同 大小順序如何 由折射定律可知 3 各種單色光在介質中的光速不同 大小順序如何 由公式 n c v 各種色光的情況統(tǒng)計表 同一介質 光的顏色 紅橙黃綠藍靛紫偏向角 折射率 在介質中的光速 由小到大 由小到大 由大到小 同一頻率的色光在不同介質中傳播時 頻率不變 光速改變 v c n f 波長也隨之改變 彩虹的產生 雨后有大量小水滴懸浮在空中 太陽光投射到小水滴上 產生色散現(xiàn)象 彩虹 攝于西藏阿里高原 練習 1 1666年英國物理學家用三棱鏡使太陽光發(fā)生色散 2 太陽光通過三棱鏡后分解成 七色光帶 這就是現(xiàn)象 3 光的色散現(xiàn)象說明 白光是由混合而成的 4 彩虹是太陽光在傳播中被空中水滴而產生的 5 毛澤東的詩句 赤橙黃綠青藍紫 誰持彩練當空舞 主要涉及的物理知識是 牛頓 紅 橙 黃 綠 藍 靛 紫 各種色光 色散 光的色散 光的色散 二 色光的混合 紅 綠 藍叫做色光的三原色 利用這三種色光可以混合出不同的色彩來 三 物體的顏色 透明物體的顏色是由它透過的色光決定的 1 透明體的顏色 三 物體的顏色 不透明物體的顏色由它反射的色光決定 白色物體反射各種色光 黑色物體吸收各種色光 完全不反射光 2 不透明體的顏色 練習 1 有色透明物體的顏色由它決定 有色的不透明體的顏色由它決定 2 對各種顏色的色光都能吸收的物體顏色是 3 對各種顏色的色光都能反射的物體顏色是 a 白色 b 無色 c 黑色 d 不存在這種顏色 4 一束光照到一張紙上 看到這張紙呈現(xiàn)紅色 那么這束光和這張紙是 a 紅色的光 白色的紙b 白色的光 紅色的紙c 紅色的光 紅色的紙d 以上情況都有可能 透過的色光 反射的色光 黑色 a d 四 顏料的混合 顏料的三原色是品紅 黃 青它們按不同的比例可以調出不同的顏色 地上的油膜 肥皂泡 下面的一些顏色是怎么來的 肥皂泡呈彩色 昆蟲的翅膀呈彩色 生活中我們經常見到光的干涉現(xiàn)象 肥皂泡呈彩色 水上的油膜呈彩色 昆蟲的翅膀呈彩色 某些金屬的表面呈彩色 壓緊兩塊小玻璃片可看到彩色環(huán) 薄膜干涉 4 像上出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋 5 隨著時間的推移 條紋間距越來大 1 點燃酒精燈 并在酒精燈火焰里灑一些食鹽 3 在火焰的同側觀察火焰的反射像 2 用金屬環(huán)在肥皂液中浸一下 制成肥皂薄膜 由于重力的作用 肥皂薄膜將形成上薄下厚的楔形 光從薄膜的前后兩個表面反射出來兩個光波 這兩列光波的頻率相同 產生干涉 現(xiàn)象解釋 前表面 后表面 光程差為波長的整數(shù)倍 形成黃色的亮條紋 光程差為半波長的奇數(shù)倍 形成暗條紋 現(xiàn)象解釋 在重力的作用下 薄膜隨著時間越來越薄 條紋間距變稀疏 現(xiàn)象解釋 白光照射時是彩色條紋 光的干涉在技術上的應用 1 檢查物體表面的平整程度 楔性空氣薄層 標準樣板 被檢測平面 光在空氣層的上下表面發(fā)生反射 這兩束反射光發(fā)生干涉 如果被檢測表面的平整的 將看到與底線平行的干涉條紋 原因是厚度相等的地方 光程差一樣 干涉情況一樣 即某一處反射回來的兩列波疊加 若光振動加強 產生亮點 那些與這處厚度相等的地方都是亮點 這些亮點組成彼此平行的亮紋 反之是暗紋 2 增透膜 薄膜厚度 增透膜 在透鏡表面涂上一層薄膜 當薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長的1 4時 從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個波長 它們干涉相消 減小了反射光的能量 增強了透射光的能量 稱為增透膜 另一種實現(xiàn)光的干涉裝置 牛頓環(huán) 壓緊兩塊小玻璃片可看到彩色環(huán) 例1 下列現(xiàn)象中 屬于光的干涉的是 a 雨過天晴 天空中形成的彩虹b 陽光下 肥皂泡呈現(xiàn)彩色c 一截插入水中的筷子 看上去變彎了d 下雨后 在停過汽車的瀝青路面上 油膜常出現(xiàn)彩色 課堂練習 bd 例2 在下列關于雙縫干涉實驗的說法中 正確的是 a 將雙縫間距變小 則干涉條紋寬度增大 b 在相同條件下 紫光的干涉紋較紅光干涉紋寬 c 用遮光片遮住雙縫中的一條狹縫 則光屏上僅出現(xiàn)一條亮線 d 將紅色與蘭色濾光片插入兩條狹縫中 然后用白光照射雙縫 則屏上不會出現(xiàn)干涉條紋 ad 例3 在楊氏雙縫干涉實驗中 如果所用單色光波長為0 40 m 屏上p點與雙縫的距離差是1 80 m 則p點處是 條紋 若還用同一裝置 而換成波長為0 60 m單色光 則p點處是 條紋 填 明 暗 亮 暗 例4 在利用雙縫裝置觀察單色光的干涉現(xiàn)象時 下列說法正確的是 a 對于同一實驗裝置 紅光產生的干涉條紋間距比紫光產生的條紋間距小b 在其它條件不變條件下 增加雙縫間距離 干涉條紋變寬c 在其它條件不變條件下 增加雙縫到屏的距離 干涉條紋變寬d 由于不同顏色光的波長不同 位于中央的條紋可能是明條紋 也可能是暗條紋 c 例5 關于光在豎直的肥皂液薄膜上產生干涉現(xiàn)象 下列說法中正確的是 a 干涉條紋的產生是由于光在薄膜前后兩表面反射 形成的兩列光波疊加的結果b 若出現(xiàn)明暗相間條紋相互平行 說明肥皂膜的厚度是均勻的c 用綠色光照射薄膜產生的干涉條紋間距比黃光照射時間距小d 薄膜上的干涉條紋基本上是豎直的 a c 例6 如圖所示 是用干涉法檢查某厚玻璃的上表面是否平整的裝置 所用單色光做光源 檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列兩個表面反射的光線疊加而成的 a a的上表面和b的下表面b a的上表面和b的上表面c a的下表面和b的上表面d a的下表面和b的下表面 c 紅光和紫光相比 a在真空中傳播時 紫光的速度比較大b在玻璃中傳播時 紅光的速度比較大c玻璃對紅光的折射率較紫光大d從玻璃到空氣的界面上 紅光的臨界角較紫光大 bd 鞏固練習 一光線對稱地通過等邊