高中物理 13.4《光的顏色 色散》 新人教選修34

高中物理新人教版

選修３-4系列課件.13.4《光的顏色色散》.教學(xué)目標(biāo)知識與能力1、棱鏡的概念及其對光線的偏折作用；全反射棱鏡對光路的控制；了解光的色散及物體的顏色等生活常識。

2、知道白光的色散現(xiàn)象，知道白光是復(fù)色光知道勻變速運(yùn)動的位移與時(shí)間的關(guān)系，能用來進(jìn)行簡單的計(jì)算。3、知道薄膜干涉是如何獲得相干光源的，了解薄膜干涉產(chǎn)生的原因，知道薄膜干涉在技術(shù)上的應(yīng)用。過程與方法1、通過對光的色散和薄膜干涉實(shí)驗(yàn)探索，加強(qiáng)學(xué)生動手能力，觀察能力，加深對知識的理解。2、感悟一些數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用特點(diǎn)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、知道學(xué)好物理的重要性。2、具有科學(xué)精神和正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀.紅光白光各種光的不同顏色，實(shí)際反映了它們不同的波長（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，在屏上會出現(xiàn)彩色條紋．一、光的顏色色散.一、光的顏色色散不同顏色的光，波長不同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.人眼視網(wǎng)膜上的兩種感光細(xì)胞視桿細(xì)胞：對光敏感，不能區(qū)分不同波長（頻率）的光視錐細(xì)胞：對光敏感度不如視桿細(xì)胞，但能區(qū)分不同波長（頻率）的光。一、光的顏色色散.我們知道：波速等于波長和頻率的乘積，這個(gè)關(guān)系對一切波都是適用的．不同的色光在真空中的傳播速度相同，所以波長不同的色光，它們的頻率也不同：波長越長，頻率越??；波長越短，頻率越大．各色光在真空中的頻率的范圍見下表：一、光的顏色色散.點(diǎn)擊畫面觀看動畫讓一束光經(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，波長λ越長，干涉條紋越寬二、薄膜干涉中的色散.

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．二、薄膜干涉中的色散.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表面的平整情況。這種測量精度可達(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（一）——檢查表面的平整程度.薄膜干涉的應(yīng)用（二）——增透膜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，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的1/4。

因?yàn)槿搜蹖G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。薄膜干涉的應(yīng)用（一）——檢查表面的平整程度.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．三、折射時(shí)的色散.通過實(shí)驗(yàn)或作光路可知（如圖），從玻璃棱鏡的一個(gè)側(cè)面射出的光線從另一側(cè)面射出時(shí)向底面偏折．偏折角度不僅與棱鏡材料的折射率有關(guān)，還跟入射角底大小有關(guān)．點(diǎn)擊畫面觀看動畫三、折射時(shí)的色散.一束白光經(jīng)過棱鏡后會發(fā)生色散白光經(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，不同色光通過棱鏡的后的偏折角度不同石因?yàn)槔忡R材料對不同色光的折射率不同．三、折射時(shí)的色散.由n=c/v知；在同一物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不一樣，波長越短（頻率越大），波速越慢。三、折射時(shí)的色散.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.陽光下通過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,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。.2002（上海卷）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（）.

(93年高考題)4、如右圖是用干涉法檢查某種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產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由哪兩個(gè)表面反射的光疊加而成的()

A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上表面和b的上表面

C．a(chǎn)的下表面和b的上表面

D．a(chǎn)的下表面和b的下表面.2020（上海卷）5、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應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(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.6、有關(guān)光學(xué)儀器上鏡頭的增透膜，下列說法正確的是：

A．增透膜是為了減少光的反射損失而增強(qiáng)透光的強(qiáng)度；

B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波長的；

C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波長的；D．因?yàn)樵鐾改ず穸纫话氵x適合綠光反射相互抵消的厚度，紅光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫色。7、將波長為λ的單色光從空氣垂直入射到折射率為n的透明介質(zhì)膜上，要使透射光得到加強(qiáng)，薄膜的厚度最少應(yīng)為（）A，λ/4n；B，λ/2n；C，λ/4；D，λ/2..9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:12PM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動出成果，工作出財(cái)富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:12PM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:24:12PM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303Februar