光的顏色色散

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1、 地 上 的 油 膜 肥 皂 泡 自 學(xué) 指 導(dǎo) 題n 什 么 叫 光 的 色 散 ?光 的 顏 色 由 哪 一 個(gè) 量 決 定 ?七 色 光中 按 紅 、 橙 、 黃 、 綠 、 藍(lán) 、 靛 、 紫 的 順 序 排 列 ， 其波 長(zhǎng) 、 頻 率 、 波 速 、 折 射 率 如 何 變 化 ？n 什 么 叫 光 譜 ？n 薄 膜 干 涉 是 如 何 形 成 的 ？ 你 能 舉 出 日 常 生 活 中 薄 膜干 涉 的 實(shí) 例 嗎 ？n 什 么 是 棱 鏡 ？ 常 用 棱 鏡 的 橫 截 面 是 什 么 形 狀 ？ 三 棱鏡 對(duì) 光 線 有 什 么 作 用 ？ 若 組 成 棱 鏡 的 材 料 相

2、 比 周 圍介 質(zhì) 是 光 疏 介 質(zhì) 時(shí) ， 則 三 棱 鏡 對(duì) 光 線 的 控 制 作 用 會(huì)發(fā) 生 什 么 變 化 ？ 光 的 顏 色 有 哪 些 因 素 決 定 ？在 什 么 環(huán) 境 下 可 以 看 到 白光 得 到 彩 色 條 紋 呢 ？白 光 是 不 是 單 色 光 呢 ? 13.4 光 的 顏 色 色 散一 、 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 ，

3、 各 色 光 按 其 波長(zhǎng) 的 有 序 排 列 ， 就 是 光 譜 。 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？ 豎 直 放 置 的 肥 皂 膜 由 于重 力 的 作 用 是 下 面 厚 、上 面 薄 ， 因 此 在 薄 膜 不同 的 地 方 ， 從 膜 的 前 后表 面 反 射 的 兩 列 光 波 疊加 ， 若 兩 列 波 疊 加 后 加強(qiáng) ， 則 出 現(xiàn) 兩 條 紋 ； 若疊 加 后 振 動(dòng) 減 弱 ， 則 出現(xiàn) 暗 條 紋 ； 若 在 白 光 下照 射 出 現(xiàn) 彩 色 干 涉 條 紋 。形 成 干 涉 條 紋

4、的 原 因 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(shuō) 明 眼 睛 要 與 光 源 在 同 一 側(cè) 才 能 觀 察 到 薄 膜 干 涉 條 紋 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

5、 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)

6、 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 （ 一 ）檢 查 表 面 的 平 整 程 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

7、 強(qiáng) 度 ， 這 種 薄 膜 叫 增 透 膜 。薄 膜 干 涉 的 應(yīng) 用 （ 二 ）增 透 膜 增 透 的 條 件 是 什 么 ？ 即 鍍 層 薄 膜 的 厚 度 至 少 多 大 ？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 為 人 眼 對(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

8、 色 。薄 膜 干 涉 的 應(yīng) 用 （ 二 ）增 透 膜 三 、 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(zhǎng)的 1/4。 三 棱 鏡 對(duì) 光 路 有 什 么 作 用 呢 ？ 對(duì) 物 體 成 像 有什 么 作 用 ？ 三 、 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 ） 光 束 通 過(guò) 三 棱 鏡 總 是 向 底 面 偏 折 三 棱

9、鏡 成 像 總 是 向 頂 角 偏 折 什 么 是 棱 鏡 ： 常 見(jiàn) 的 棱 鏡 截 面 為 三 角 形 ， 有 的 棱 鏡 為 梯形 ， 通 常 稱(chēng) 為 棱 鏡 。前 提 ： 由 真 空 （ 空 氣 ） 射 入 玻 璃思 考 ： 當(dāng) 棱 鏡 中 央 挖 空 充 有 空 氣 ， 棱 鏡周 圍 充 滿 水 ， 這 是 對(duì) 單 色 光 又 有 什 么 作用 呢 ？ 這 個(gè) 圖 片 說(shuō) 明 了 什 么 現(xiàn) 象 ？ 通 過(guò) 這 個(gè) 現(xiàn)象 有 說(shuō) 明 了 什 么 問(wèn) 題 呢 ？ 描 述 光 的 物 理量 發(fā) 生 了 什 么 變 化 呢 ？ 二 、 折 射 時(shí) 的 色 散2. 三 棱 鏡 對(duì) 單 色 光

10、 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(guò) 三 棱 鏡 后 會(huì) 擴(kuò) 展 成 由 紅 、 橙 、黃 、 綠 、 藍(lán) 、 靛 、 紫 各 色 組 成 的 光 帶 ， 這 種 現(xiàn) 象稱(chēng) 作 折 射 時(shí) 的 色 散 。說(shuō) 明 說(shuō) 明 白 光 是 一 種 復(fù) 色 光 棱 鏡 對(duì) 不 同 顏 色 的 光 折 射 作 用 不 同 ， 對(duì) 紫 光 的折 射 作 用 最 大 ， 對(duì) 紅 光 的 折 射 作 用 最 小 在 棱 鏡 中 紫 光 的 速 度 最 小 ， 紅 光 的 速 度

11、最 大1. 什 么 是 棱 鏡 ： 知 識(shí) 總 結(jié)光 的 散 射 色 散 的 定 義雙 縫 干 涉 中 的 色 散薄 膜 干 涉 中 的 色 散折 射 時(shí) 的 色 散色散的形式 原 理現(xiàn) 象原 理現(xiàn) 象 原 理現(xiàn) 象 鞏固練習(xí)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 條 紋 。2、 用 單 色 光 照 射 肥 皂 薄 膜 :（ ） 看 到 的 干 涉 圖 樣 是

12、明 暗 相 間 的 條 紋 ; 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 。 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 ;A.若 改 用 白 光 照 射 則 看 不 到 干 涉 條 紋 。 鞏固練習(xí)3. 2002（ 上 海 卷 ） 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

13、 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 （ ）A B C D 鞏固練習(xí)4.(93年 高 考 題 )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

14、 b的 下 表 面 5、 2003（ 上 海 卷 ） 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 。 干 涉 條 紋有 如 下 特 點(diǎn) ： 任 意 一 條 明 條 紋 或 暗 條 紋 所 在 位 置 下 面 的 薄 膜厚 度 相 等 ； 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 裝 置 中 抽 去 一 張 紙

15、 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 稀 疏 B.變 緊 密 C.不 變 D.消 失鞏固練習(xí) 6、 有 關(guān) 光 學(xué) 儀 器 上 鏡 頭 的 增 透 膜 ， 下 列 說(shuō) 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(zhǎng) 的 1/4；C. 增 透 膜 的 厚 度 等 于 入 射 光 在 薄 膜 中 波 長(zhǎng) 的 1/4；D. 因 為 增 透 膜 厚 度 一 般 選 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(zhǎng) 為 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， /4n； B， /2n； C， /4； D， /2鞏固練習(xí)