高二物理选修3-4第十三章：13.7光的颜色--色散.ppt

单缝双缝S1SS2屏幕白光白光滤光片滤光片2 2、结论：、结论：1 1）白光是由多种颜色的光组成，这样的光叫复色光白光是由多种颜色的光组成，这样的光叫复色光2 2）发生干涉时不同颜色的条纹间距不同，白光被分解了发生干涉时不同颜色的条纹间距不同，白光被分解了1 1、现象：、现象：①①中央为白色亮条纹中央为白色亮条纹②②两侧为彩色条纹两侧为彩色条纹③③干涉条纹关于中央亮纹对称排列干涉条纹关于中央亮纹对称排列 c=λ·fa=0.4mm白光的衍射：白光的衍射：（（4 4）像上出现明暗相间的黄色条纹像上出现明暗相间的黄色条纹5 5）随着时间的推移，条纹间距越来大随着时间的推移，条纹间距越来大1）点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐3）在火焰的同侧观察火焰的反射像在火焰的同侧观察火焰的反射像2）用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜亮亮暗暗亮亮（（1 1））在在薄薄膜膜干干涉涉中中，，前前、、后后表表面面反反射射光光的的路路程程差差由由膜膜的的厚厚度度决决定定，，所所以以薄薄膜膜干干涉涉中中同同一一明明条条纹纹（（暗暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方．条纹）应出现在膜的厚度相等的地方．（（4 4））用用手手紧紧压压两两块块玻玻璃璃板板看看到到彩彩色色条条纹纹，，阳阳光光下下的的肥肥皂皂泡泡和和水水面面飘飘的的浮浮油油膜膜出出现现彩彩色色等等都都是是薄薄膜膜干干涉．涉．（（3 3）如薄膜厚度均匀变化，用）如薄膜厚度均匀变化，用单色光照射，条纹单色光照射，条纹间距相等间距相等；用；用白光照射，呈现彩色条纹白光照射，呈现彩色条纹. .（（2 2））* *由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹．时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹．白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹——彩色条纹彩色条纹水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色练习练习1.1.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射下会形成（在太阳光的照射下会形成（ ））A A．黑白相间的水平干涉条纹．黑白相间的水平干涉条纹B B．黑白相间的竖直干涉条纹．黑白相间的竖直干涉条纹C C．彩色水平干涉条纹．彩色水平干涉条纹D D．彩色竖直干涉条纹．彩色竖直干涉条纹C练习练习2.2.关于薄膜干涉现象，下列说法中正确关于薄膜干涉现象，下列说法中正确的是（的是（ ））A A．在波峰和波峰叠加处，光得到加强，将出．在波峰和波峰叠加处，光得到加强，将出现亮条纹，在波谷和波谷叠加处，光将减弱，现亮条纹，在波谷和波谷叠加处，光将减弱，出现暗条纹出现暗条纹B B．观察皂液薄膜的干涉现象时，观察者和光．观察皂液薄膜的干涉现象时，观察者和光源应该位于薄膜的同侧源应该位于薄膜的同侧C C．当薄膜干涉的条纹是等距的平行明暗条纹．当薄膜干涉的条纹是等距的平行明暗条纹时，说明薄膜厚度处处相同时，说明薄膜厚度处处相同D D．薄膜干涉中，同一条纹上各点厚度都相同．薄膜干涉中，同一条纹上各点厚度都相同BD薄膜干涉的薄膜干涉的应用应用——检查表面的平整程度检查表面的平整程度取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜楔形空气膜，，用单色光从上面照射，入射光从用单色光从上面照射，入射光从空气层空气层的的上下表面上下表面反射出两列反射出两列光形成光形成相干光相干光，从反射光中就会看到干涉条纹，从反射光中就会看到干涉条纹标准样板标准样板待检部件待检部件空气薄层空气薄层如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的；如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的；如如果果观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹发发生生弯弯曲曲，，则则表表示示被被检检测测表表面面微微有有凸凸起起或或凹凹下下。

从从弯弯曲曲的的程程度度就就可可以以了了解解被被测测表表面面的的平平整情况这种测量精度可达整情况这种测量精度可达1010-6-6cmcma) (b) (c) 单色光单色光标准样板标准样板薄片薄片被检测平面被检测平面注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度薄膜干涉的薄膜干涉的应用（一）应用（一）——检查表面的平整程度检查表面的平整程度镀层镀层薄膜薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜( (一般用氟化镁一般用氟化镁) )当薄膜的厚度适当时，当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫这种薄膜叫增透膜增透膜Ø增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？Ø是否对所有颜色的光都有增透的作用？是否对所有颜色的光都有增透的作用？薄膜的厚度至少是入射光在薄膜的厚度至少是入射光在薄膜薄膜中波长的中波长的1/41/4。

        因为人眼对绿光最敏感，所以一般增因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即强绿光的透射，即当白光照到当白光照到(垂直垂直)增透膜上，绿光产生相消干涉，反射增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零这时其他光中绿光的强度几乎是零这时其他波长的光波长的光(如红光和紫光如红光和紫光)并没有被完并没有被完全抵消因此，增透膜呈绿光的互补全抵消因此，增透膜呈绿光的互补色色——淡紫色 干涉图样：干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环中央疏边沿密的同心圆环 干涉现象是由于干涉现象是由于凸透镜凸透镜下表面下表面反射光和反射光和玻璃上表面玻璃上表面反射光叠加形成的反射光叠加形成的 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的匀变化的三、牛顿环棱镜对光的改变作用：棱镜对光的改变作用：（（1）棱镜对光的改变作用：）棱镜对光的改变作用： 光线向底边偏折光线向底边偏折（（2）偏折角）偏折角θ：（如上图中的：（如上图中的θ）在保证入射角）在保证入射角和棱镜顶角不变的条件下和棱镜顶角不变的条件下,棱镜折射率越大棱镜折射率越大, 偏偏折角折角θ越大越大θ单单色色光光虚像向顶角偏移虚像向顶角偏移太阳光通过三棱镜后被分解成七种色光太阳光通过三棱镜后被分解成七种色光, ,依次是依次是红红、、橙、橙、黄、黄、绿、绿、青青、、蓝、蓝、紫紫. .三、折射时的色散三、折射时的色散1)1)白光经过棱镜发生白光经过棱镜发生色散色散2)2)出射光与入射光相比出射光与入射光相比, 明明显向棱镜的显向棱镜的底边偏折底边偏折.3)3)紫光偏折程度最大，红紫光偏折程度最大，红光偏折最程度最小光偏折最程度最小实验现象实验现象2)棱镜对各种色光折射率不同棱镜对各种色光折射率不同3)各种色光在同一介质中的速度不同各种色光在同一介质中的速度不同1)白光是由各种单色光组成的复色光白光是由各种单色光组成的复色光结论：结论： 光的颜色：光的颜色： 红红 橙橙 黄黄 绿绿 青青 蓝蓝 紫紫 偏向角：偏向角： 折射率：折射率： 介质中的光速：介质中的光速： 临界角临界角由小由小→大大由小由小 → 大大由大由大 → 小小由大由大 → 小小 紫光更易发生全反射紫光更易发生全反射各种色光的情况统计统计：(同一介质)•同一频率的色光在不同介质中传播时同一频率的色光在不同介质中传播时,频率不频率不变变, 光速改变光速改变(v=c/n=λf), 波长也随之改变波长也随之改变.三棱镜色散波长：波长：频率：频率：由大由大 → 小小由小由小→大大双缝干涉。