高二物理選修3-4-13.7-光的顏色-色散

第十三章光一、光的顏色色散光的顏色決定因素：由頻率決定光的色散定義：含有各種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。3.光譜：含有各種顏色的光被分解后，各色光按其波長的有序排列，就是光譜。肥皂液薄膜在陽光下呈彩色生活中常見的干涉現(xiàn)象二.薄膜干涉中的色散薄膜干涉實(shí)驗(yàn)4、像上出現(xiàn)明暗相間的黃色條紋5、隨著時(shí)間的推移，條紋間距越來大。1、點(diǎn)燃酒精燈，并在酒精燈火焰里灑一些食鹽。3、在火焰的同側(cè)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。2、單色光的薄膜干涉圖樣是？3、白光的薄膜干涉圖樣是怎樣？思考：1、為什么會(huì)有明暗相間的條紋？4、條紋間距離與什么因素有關(guān)？白光的薄膜干涉條紋——彩色條紋水面上的油膜呈彩色形狀和顏色是怎樣的呢？怎樣形成的呢？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(gè)表面反射出來兩個(gè)光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干涉。原理前表面后表面光程差為波長的整數(shù)倍，即膜的厚度滿足半波長的整數(shù)倍.形成亮條紋。光程差為半波長的奇數(shù)倍，形成暗條紋。即膜的厚度滿足1/4波長的奇數(shù)倍.原理為什么白光照射時(shí)是彩色條紋?d=nλ/2d=(2n+1)λ/4膜的厚度對(duì)條紋間距的影響?二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因出現(xiàn)薄膜干涉條紋的條件是介質(zhì)膜足夠薄說明眼睛要與光源在同一側(cè)才能觀察到薄膜干涉條紋應(yīng)用1.檢查物體表面的平整程度2.增透膜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。(a)(b)(c)單色光標(biāo)準(zhǔn)樣板薄片被檢測(cè)平面注：薄片厚度一般僅為零點(diǎn)零幾毫米左右，只相當(dāng)于一張紙片的厚度薄膜干涉的應(yīng)用1——檢查表面的平整程度楔性空氣薄層標(biāo)準(zhǔn)樣板被檢測(cè)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(cè)表面的平整的,將看到與底線平行的干涉條紋.等厚線根據(jù)等厚線判斷凹凸2.增透膜增透膜薄膜厚度增透膜：在透鏡表面涂上一層薄膜，當(dāng)薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長的1/4時(shí)，從薄膜前后兩表面反射回來的光的路程差恰好等于半個(gè)波長，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強(qiáng)了透射光的能量，稱為增透膜。照相機(jī)和攝象機(jī)的鏡頭常常呈現(xiàn)淡紫色,為什么?思考膜的厚度為綠光在膜中波長的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。干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環(huán)

干涉現(xiàn)象是由于凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的

干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓?、牛頓環(huán)二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因2.薄膜干涉的應(yīng)用（1）用干涉法檢查表面的平整程度（2）增透膜：薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波長的1/4。牛頓環(huán)

3.牛頓環(huán)三、衍射時(shí)的色散用白光做光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)，得到的條紋是彩色的。這是因?yàn)榘坠庵邪烁鞣N顏色的光，衍射時(shí)不同色光的亮條紋位置不同，于是各種色光就區(qū)分開了。這個(gè)現(xiàn)象是光在衍射時(shí)的色散。白光的單縫衍射圖樣四.折射時(shí)光的色散棱鏡：常見的棱鏡截面為三角形，

有的棱鏡為梯形，通常稱為棱鏡。思考：三棱鏡對(duì)光路有什么作用呢？對(duì)物體成像有什么作用？θθ(1)光束通過三棱鏡總是向底面偏折2、棱鏡對(duì)單色光的作用偏折角度結(jié)論：透鏡材料的折射率越大，偏折角越大（3）棱鏡能改變光的傳播方向，但不改變光束的性質(zhì)。（2）三棱鏡成像總是向頂角偏折前提：由真空（空氣）射入玻璃折射時(shí)光的色散:實(shí)驗(yàn)：一束白光經(jīng)過棱鏡后會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?這一現(xiàn)象說明了什么問題？

現(xiàn)象：白光經(jīng)過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)結(jié)論：①白光是由不同顏色的光組成的。②棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率最小，對(duì)紫光的折射率最大。四、折射時(shí)的色散2.三棱鏡對(duì)單色光的作用（改變光的傳播方向）3.三棱鏡對(duì)復(fù)色光的作用（使復(fù)色光發(fā)生色散）定義：一束白光通過三棱鏡后會(huì)擴(kuò)展成由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色組