高中物理 第13章 第7节光的颜色 色散课件 新人教版选修3-4

第七节　光的颜色　色散\n课前自主学案核心要点突破课堂互动讲练课标定位知能优化训练第七节　光的颜色　色散\n课标定位学习目标：1.知道白光是由多种色光组成的，了解各色光特性的差别．2．知道薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因，知道其在生产中的应用．3．理解折射中的色散，知道棱镜对光的偏折作用．重点难点：1.棱镜的光学作用．2．薄膜干涉的应用．\n课前自主学案不一样小波长波长不同\n2．光的色散与光谱(1)光的色散：白光的双缝干涉条纹是______的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分解了，像这样含有多种颜色的光被分解为_______的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光．(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其______的有序排列，就是光谱．彩色单色光波长\n二、薄膜干涉中的色散1．薄膜干涉中相干光的获得在用黄光做薄膜干涉的实验中，灯焰的像是液膜前后两个面_______的光形成的，这两列光波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的________、恒定的相位差，它们是______光源．反射频率相干\n2．薄膜干涉的原理竖直放置的肥皂液膜由于受________作用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的______光所走的________不同．在某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了________；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了__________，因此薄膜上出现了___________的烛焰的像．重力反射路程差亮条纹暗条纹明暗相间\n三、衍射时的色散用白光进行衍射实验时，得到的是________条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的_______不同造成的．彩色位置\n四、折射时的色散1.偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的_______方向偏折，如图13－7－1所示，其中的θ为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越______．底边大图13－7－1\n2．白光通过棱镜时的色散(1)一束白光通过三棱镜后形成如图13－7－2所示的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、____、____、____、靛、紫．说明白光是由这七种色光组成的复色光．黄绿蓝图13－7－2\n(2)结论：白光色散时，______的偏向角最小，______偏向角最大．这说明同种物质对波长不同的光的折射率不一样，波长________，折射率越大．(3)在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度__________，波长越短，波速越慢．红光紫光越小不一样\n核心要点突破一、对光的颜色、色散的理解1．白光的双缝干涉(1)现象：中央是白条纹，两边是对称分布的彩色条纹．(2)结论：白光是多种单色光组成的复色光．2．光的颜色：在双缝干涉实验中，不同色光发生干涉，条纹之间的距离不同，条纹之间的距离与光波的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜色的光，波长不同．\n\n\n即时应用(即时突破，小试牛刀)1．白光通过三棱镜发生色散，这说明()A．不同颜色的光在真空中的光速不同B．对同一介质，红光的折射率比紫光大C．在同一介质中，红光的光速比紫光大D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光答案：C\n二、薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析1．肥皂膜干涉现象(1)白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的．\n(2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向．2．检查平面平整度\n(1)原理：如图13－7－3所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层．用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉．空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平．\n图13－7－3\n(2)被测平面凹下或凸起的形象判断法即使理解了上面的原理，许多同学在判断时也时常犯错误，下面给出一种形象的判断方法——矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹．让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：①若某处有一凹下，条纹向薄膜尖端弯曲．②若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲．\n\n(3)对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”．其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强．增透膜正是通过“消反”来确保“增透”的．\n即时应用(即时突破，小试牛刀)2.如图13－7－4所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是()A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C．彩色条纹水平排列D．彩色条纹竖直排列图13－7－4\n解析：选BC.一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹．又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的．\n课堂互动讲练类型一折射中的色散现象(2011年高考大纲全国卷)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图13－7－5中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光例1\n图13－7－5\n【思路点拨】同一介质对不同的色光有不同的折射率，介质对频率大、波长短的光折射率大，按折射率从小到大依次排列为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．【自主解答】由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知a→d折射率依次减小，故A、C、D错，B对．【答案】B\n【方法总结】分析不同色光折射问题时，应从折射率大小关系入手，根据折射定律，采取对比法画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基础，同时也便于观察二次折射(或反射)的入射角．\n变式训练1发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图13－7－6.现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则()A．l1＜l0＜l2B．l1＞l2＞l0C．l2＞l1＞l0D．l2＜l1＜l0图13－7－6\n解析：选D.作出自b点发出一条光线的出射光线，反向延长后与ab的交点在b点的上方．由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，所以成像较短，故D对．\n例2如图13－7－7甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查被检体N的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和Q的情况说明()A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面B处向下凹陷类型二薄膜干涉的应用\n图13－7－7\n【精讲精析】A处条纹向左弯曲，说明A处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使A处的条纹弯向左边，故知A处下凹．同理可知B处有凸起．【答案】BC【方法总结】掌握薄膜干涉的基本原理是解本题的关键，劈形薄膜的厚度差是形成干涉现象的原因．因此同一条干涉条纹上对应的薄膜厚度相同，条纹弯曲说明被检查表面不平．\n答案：D