光的颜色 色散
光的色散三原色
光的色散三原色
光的色散三原色是红绿蓝。
光的色散考点
1.光的色散：白光经三棱镜折射后，在白屏上出现从上到下红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的彩色光带，这种现象叫做光的色散。
三棱镜的色散实验使白光成了红橙黄绿蓝靛紫。
该实验证明了：白光不是单一色光，而是由许多色光混合而成的
2.色光的混合
色光的三原色：红、绿、蓝。
等比例混合后为白色。
3.物体的颜色
①颜料的三原色：品红、黄、青（红、黄、蓝），等比例混合后为黑色。
②透明物体的颜色是由它透过的色光决定的。
③不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。
④白色的不透明体反射各种色光。
黑色的不透明体吸收各种色光。
4.透明物体的颜色由它透过的光决定。
不透明物的颜色由它所反射的光决定。
光的色散基本概念
光的色散指的是复色光分解为单色光的现象。
牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散，把白光分解为彩色光带(光谱)。
色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变。
在光学中，对于不同的波长，介质的折射率n(λ)也不同，这令白光在折射时，不同颜色的光线分开，这种现象就称为光的色散。
一般波长越小，折射率越大：紫色光折射率大，红色光折射率小。
同学们要记得，不同于光的折射和光的反射原理，光的色散证明了光具有波动性。
光的颜色、色散
2、白色（复色）光的薄膜干涉 白色（复色） 现象： 现象：明暗相间的彩色条纹 解释： 由于白光是复色光， 各色光的波长不同， 解释 ： 由于白光是复色光 ， 各色光的波长不同 ， 各色 光都发生薄膜干涉， 光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互 加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。 加强，所以看起来肥皂泡是彩色的。 其它： 路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫 其它： 路面上飘浮的油膜上的彩色条纹 ； 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
三、折射中的色散: 折射中的色散
2．单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。 ．单色光：不能分解为其它颜色的光，称为单色光。 复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。 复色光：由若干种单色光合成的光叫做复色光。 3．色散：把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。 ．色散：把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。 正确理解光的色散： 4．正确理解光的色散： 光的颜色由光的频率决定。在不同介质中， ①光的颜色由光的频率决定。在不同介质中，光的频 率不变。 率不变。 ② 同一介质对不同色光的折射率不同，频率高的折射 同一介质对不同色光的折射率不同， 率大。 率大。 不同频率的色光在真空中传播速度相同， ③ 不同频率的色光在真空中传播速度相同，为C＝ 但在其它介质中速度各不相同， 3×108m／s。但在其它介质中速度各不相同，在同一 种介质中，紫光速度最小，红光速度最大。 种介质中，紫光速度最小，红光速度最大。(V=c/n)
选修3—4第十三章第七节 第十三章第七节 选修
光的颜色 色散
回顾：双缝干涉实验： 回顾：双缝干涉实验：
单缝 双缝 屏幕
S1 S S2 红滤色片
复述单色光干涉时的现象。 复述单色光干涉时的现象。 问题： 问题：我们用此装置来做白光的干涉 条纹间距的计算公式。 条纹间距的计算公式。 实验会观察到什么现象呢？ 实验会观察到什么现象呢？
光的颜色与色散
光的颜色与色散光是一种电磁波，具有多种颜色。
从红、橙、黄、绿、青、蓝到紫，光中的不同颜色对应着不同的波长和频率。
光的颜色与色散现象息息相关，色散是指光在经过透明介质时，由于光的不同波长被介质折射的程度不同而分离成不同颜色的能力。
1. 光的颜色来源光的颜色是由光波长决定的。
光波长越长，光看起来就越红；波长越短，光看起来就越蓝。
光波长在400到700纳米之间的范围内，人眼可以感知到不同的颜色。
2. 光的色散现象当光通过不同介质边界时，会发生折射现象。
折射是光在从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的过程。
当光由一种介质传播到另一种介质时，不同波长的光在两种介质中的传播速度不同，导致光的偏折角度不同，从而使光发生色散。
3. 色散的类型色散可以分为两种类型：正常色散和反常色散。
- 正常色散是指介质对光的不同波长折射率随波长的增加而减小的现象。
常见的正常色散材料包括玻璃和水。
在正常色散情况下，光的红色波长较长，折射率较小，所以红色光弯曲角度较小，而蓝色波长较短，折射率较大，所以蓝色光弯曲角度较大。
- 反常色散是指介质对光的不同波长折射率随波长的增加而增加的现象。
例如，二氧化硅和钠等物质具有反常色散性质。
4. 彩虹的形成彩虹是一种由雨滴对光的折射、反射和散射产生的自然现象。
当太阳光照射到雨滴上并进入雨滴内部时，发生折射和反射，并且颜色发生了分散，形成了彩虹。
彩虹中的红色在上方，紫色在下方，由此可看出光的色散现象。
5. 色散在实际应用中的作用色散在实际应用中有着广泛的应用，如：- 光谱学：通过观察光的色散现象，可以分析出物质的成分和结构。
- 光学仪器：如光谱仪、分光计等，利用色散原理进行光的分离和测量。
- 光通信：光纤通信中利用不同波长的光进行信号传输，需要光的色散特性进行波长分离和合并。
总结：光的颜色与色散是密不可分的关系。
光的颜色由光的波长决定，而色散现象则是光通过透明介质后，不同波长的光发生折射角度不同，使得光分离成不同颜色的能力。
光的颜色色散
单色光
标准样板 薄片
被检测平面
(a)
(b)
(c)
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
三.薄膜干涉的应用
13.7光的颜色 色散
回顾：双缝干涉实验：
单缝 双缝
S1 S
S2 红滤色片
屏幕
观察不同单色光的双缝干涉条纹的情况，说 说你的思考？
白光的双缝干涉
单缝 双缝
屏幕
S1 S
1、现象：
S2
①中央为白色亮条纹
②两侧为彩色条纹
③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的
2、解释：
由白光是复色光，各色光的波长不同，各色光所得到
(1)、白光经过棱 镜发生色散 (2)、紫光偏折程 度最大，红光偏 折最程度最小 (3)、出射光与入 射光相比, 明显向 棱镜的底边偏折.
四、折射时的色散
3、色散的产生的原因
(1)白光是由各种单色光组成的复色光 (2)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
红光速度 最大, 紫光速度 最小.
d=nλ/2
•光程差为半波 长的奇数倍，形 成暗条纹。即膜 的厚度满足1/4 波长的奇数倍. d=(2n+1)λ/4
膜的厚度对条纹间距的影响?
二.薄膜干涉中的色散
规律分析：
1.在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差 由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹 （暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方。 2.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。
光的颜色 色散
二、薄膜干涉中的色散
蝉翼上的 彩色干涉条纹
二、薄膜干涉中的色散
肥皂泡上也有这样 鲜艳的色彩。这些 都是光射到薄膜上 产生的干涉现象。
二、薄膜干涉中的色散 P-61实验
实验器材： 酒精灯 食盐
铁丝圈 肥皂水
二、薄膜干涉中的色散 P-61实验 实验观察：
酒精灯上撒食盐
铁丝圈蘸肥皂水
把液膜当平面镜
光的颜色
色散
一、光的颜色
色散
二、薄膜干涉中的色散
三、折射时
的色散
单 色 光 的 双 缝 干 涉 图 样
L、d相同时： L x d 红光的条纹间距最大， 说明：红光的λ最大。
不同颜色的光波长不同。
单色光的双缝干涉图样
白光的双缝干涉图样 白光的双缝干涉图样是明暗相间的彩色条纹
说明：白光是由许多色光组成的
发生干涉时：不同颜色的光，波长不同， 条纹间距不同，白光被分解了。
光的色散：含有多种颜色的光
被分解为单色光的现象
光的颜色由频率决定 视 网 膜 上 的 细 胞 视杆细胞 对光 敏感
不能区分不同波长的光
对光不敏感
视锥细胞 能区分不同波长的光
各色光在真空中的波长和频率的范围见下表： 光的 颜色 红 橙 黄 波长λ (nm) 频率 f (1014Hz) 光的 颜色 绿 波长λ (nm) 580～490 频率 f (1014Hz) 5.2～6.1 6.1～6.7 6.7～7.5
只要是薄膜，都能发生干涉！
d
×
薄膜厚度均匀时，若为单色光照射： 2d= k λ ,则整个薄膜前方都是亮的；
1 2d=（k- ）λ ,则整个薄膜前方都是暗的。 2
厚度均匀的薄膜能形成干涉条纹？
光的颜色-色散
象说明了什么问题？
现象：白
光经过棱镜
后在光屏上
形成一条彩
色的光带
（红光在上
端，紫光在
最下端) 结论：①白光是由不同颜色的光组成的。
② 棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光
的折射率最小，对紫光的折a 射率最大。
20
光的色散
a
21
3.色散: 太阳光通过三棱镜后被分解成七种
色光,依次是红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫.
膜的厚度为绿光在膜中波长的1/4
因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿 光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中 波长的1/4。由于其它色光不能被有效透 射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。
a
14
a
15
3、牛顿环
干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环
干涉现象是由于凸透
镜下表面反射光和玻璃上
表面反射光叠加形成的
②中央为白色亮条纹；
的特点？
③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
④在每条彩色亮纹中红光总是a 在外侧，紫光在内侧。 3
二.薄膜干涉中的色散
生
活
中
常
见
的
干
涉
现
象 肥皂液薄膜在阳光下呈彩色
a
4
形状和颜色是怎样的 呢？
白光的薄膜干涉条纹 ——彩色条纹
水面上的油膜呈彩色
怎样形成的呢？
a
5
薄膜干涉实验
通常简称为棱镜．棱镜可以改变光的传播方向，还可以使 光发生色散．
a
18
2、棱镜对光线的作用
(1)从玻璃棱镜的一个侧面 射入的光线从另一侧面射出时 向底面偏折．
理解底边含义（相 对而言的）。
偏折角度
光的颜色 色散
白光经过棱镜 后在光屏上形成一 条彩色的光带，红 光在上端，紫光在 最下端。光在折射 过程中发生了色散。 不同色光通过 棱镜的后的偏折角 度不同是因为棱镜 材料对不同色光的 折射率不同．
二、折射时的色散
各种色光性质比较： 频率f 折射率n 在介质中的速度v 在介质中的波长λ
红→紫 小→大 小→大 大→小 大→小
光的颜色 色散
人接收的信息有90％来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世界.
一、光的颜色 色散
极其罕见的火彩虹
一、光的颜色 色散
各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波长 （或频率）．
光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色
光的现象
1.
2.
人眼视网膜上的两种感光细胞 视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长 （频率）的光 视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但 能区分不同波长（频率）的光。
一、光的颜色 色散
波长越长，频率越小；波长越短，频率越大．
不同的色光在真空中的传播速度相同，所以波长不同的色光， 它们的频率也不同： 各色光在真空中的频率的范围见下表：
v f
二、折射时的色散
常用的棱镜是横截面积为三角形的三棱镜，通常
简称为棱镜．棱镜可以改变光的传播方向，还可以使 光发生色散．
中国人在公元10世纪，把经日光照射以后的天然透明晶体叫做“五光石”或“放 光石”，认识到“就日照之，成五色如虹霓”。这是世界上对光的色散现象的最早 认识。它表明人们已经对光的色散现象从神秘中解放出来，知道它是一种自然现象， 这是对光的认识的一大进步。比牛顿通过三棱镜把日光分成七色，说明白光是由这 七色光复合而成的认识早了七百年。
二、折射时的色散
改变光的传播方向
入射光线经三棱 镜两次折射后，向底 面偏折．（注意：若棱镜
光的色散与光的颜色
光的色散与光的颜色光的色散是指光在经过某些介质时，不同波长的光线被折射角度不同的现象。
这个现象可以通过将光通过三棱镜或光栅进行实验来观察和解释。
1. 色散的原理光的色散原理是基于折射定律和光的波长与折射率之间的关系。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间满足sinθ₁/ sinθ₂ = v₁/ v₂，其中θ₁和θ₂分别表示入射角和折射角，v₁和v₂表示光在不同介质中的速度。
而根据光的波长与折射率之间的关系n = c/v，其中n表示折射率，c表示光在真空中的速度。
可以得出，波长越短，折射率越大。
2. 光的颜色光的颜色是由其波长决定的。
根据光的波长范围，我们将光分为多个不同的颜色，例如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色和紫色。
这些颜色组成了可见光谱。
3. 光通过三棱镜的色散实验我们可以用三棱镜来观察光的色散现象。
将一束白光通过三棱镜，光线在经过三棱镜的过程中会被折射，并且不同波长的光线会有不同的折射角度。
最终，我们可以在屏幕上看到一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫等颜色组成的光谱带，这是因为白光中的不同波长被三棱镜所分离。
4. 光通过光栅的色散实验光栅是一种由许多平行的狭缝或凹槽组成的光学元件，通过光栅的作用，可以将光线按照不同的波长进行分散。
与三棱镜类似，光经过光栅后，会出现由红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫等颜色组成的光谱带。
不同的是，光栅可以更精确地分离不同波长的光，并且能够提供更高的分辨率。
5. 应用与意义研究光的色散和光的颜色对于科学研究和工程应用具有重要的意义。
在光谱分析中，可以通过观察和测量光的色散现象，来分析物质的成分和性质。
在光学仪器中，色散衍射元件的使用可以实现光的分光和分色功能，广泛应用于激光器、摄像机、望远镜等领域。
总结：光的色散是光经过介质后，不同波长的光线被折射角度不同的现象。
通过实验可以观察到光的色散，例如通过三棱镜和光栅，可见到光的颜色分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫等光谱带。
研究光的色散和光的颜色对于科学研究和工程应用具有重要意义。
光的颜色 色散
标准样板 空气薄层 待检部件
如图甲所示，如果被检测平面是光滑的， 得到的干涉图样必是等距的，这些平行的条纹 称为等厚线。因此依据等厚线可以检测出平面 是否光滑平整。
牛顿环 （1）你知道如何形成的吗？（2）干涉条纹间距为什么 不等？
（1）空气膜干涉形成的！ （2）空气膜厚度不均匀变化!
第五节：光的颜色 色散
16
三、衍射时的色散
外红内紫
四、折射时的色散
1、三棱镜
横截面为三角形的棱镜，简称棱镜．
2、可见光
红→紫：折射率越来越大，频率越来越大。
五、干涉时的色散 1、杨氏双缝干涉
外红内紫
2、薄膜干涉
白光的薄膜干涉条纹
地上的油膜
理论上分析白光的薄膜干涉条纹 颜色分布
上紫下红
薄膜干涉的应用(劈尖干涉)： 检查表面的平整度（空气膜）
13
3.1透明物体的颜色
•透明物体的颜色是由它透过
的色光决定的。
3.2不透明物体的颜色
不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的 思考：黑色物体的颜色是怎么形成的
15
3.3黑色花为什么很少见？
植物学家对4千多种花的颜色进行了统计，发现 只有8种黑色花，而且还不是纯正的黑色，只是 偏紫色而已。为什么会出现这种现象呢？原来 花的颜色与太阳光及花瓣反射、吸收光的情况 有关。太阳光由7种色光组成。光的颜色不同， 其热效应也不同。有色不透明物体反射与他相 同的光，吸收与它颜色不同的光，黑色物体吸 收各种颜色的光。花瓣比较柔嫩，为了生存， 避免受高温伤害，它们吸收热效应较弱的光， 而反射热效应较强的光。这就是我们看到红、 橙、黄色花多，而蓝、紫色花少的原因。若吸 收7种色光，受高温伤害就更大，花也更难生存， 所以黑花很少。
光的颜色-色散
LED灯与激光
LED灯
通过半导体发光原理产生单色光或多色光，光谱 较窄，色温可调，显色性较好。
激光
利用受激辐射原理产生单色、方向性好的光束， 光谱极窄，能量密度高。
色散现象
LED灯和激光的光谱成分相对单一，经过棱镜等光 学元件后色散现象不明显。
光学仪器中的色散应用
光谱仪
利用色散原理将复合光分解为不同波长的单色光，用于物质成分 分析、颜色测量等领域。
单色光
复色光
由多种不同波长的单色光混合而成的 光，呈现出多种颜色的混合效果，例 如白光就是由红、绿、蓝三原色光混 合而成。
具有单一波长的光，呈现出特定的颜 色，例如红色光波长为620-750纳米 。
色散现象
01 02
折射现象
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象，由于 不同波长的光在介质中的折射率不同，因此折射后不同波长的光会分开 ，形成色散现象。
折射式色散
折射定律
光在介质间传播时，遵循折射定 律，即入射光线、折射光线和法 线位于同一平面，且入射角和折 射角的正弦之比等于两种介质的
折射率之比。
折射率与波长关系
不同波长的光在同一介质中的折 射率不同，导致折射角不同，从
而产生色散现象。
典型应用
棱镜、光栅等光学元件利用折射 式色散原理，将复色光分解为单
光谱
将可见光按照波长从短到长排列所得到的连续色带，包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等 七种基本颜色以及它们之间的过渡色。光谱是研究光的颜色和色散现象的基础工具之一。
光谱分析
通过对光源发出的光谱进行分析和比较，可以了解光源的成分、温度、密度等物理性质以 及物质的化学成分和结构等信息。
02
光的颜色、色散
自然界的色散现象-虹
• 阳光从水滴的上方射入，经两次折射和一 次反射产生的色散现象。
• 红光不阳光入射方向夹 42o 角，紫光则为 40o 角。 • 故红光在外，紫光在内。
紫 红
资料来源：一起速答（17suda)
自然界的色散现象-霓
• 阳光从水滴的下方射入，经两次折射和两 次反射产生的色散现象。
光的色散
• 例：太阳光照在水滴上产生彩虹是由于光 在水滴中的(A)反射 (B)反射及折射 (C)反 射及干涉 (D)反射及绕射(E)全反射及折射
解：(B) 彩虹是由于阳光从水滴的上方射入， 经两次折射和一次反射所生的色散现象
单色光、复色光
• 红光在玻璃戒其他介质中的速率最快，波 长最长，折射率最小，偏向角（入射光线 不出射光线的夹角）最小。 • 太阳辐射的光波，是一种电磁波，包括可 见光、红外线、紫外线等。
光的三原色
• 传统上，我们选择红、绿、蓝三 种色光作为光的三原色。 • 图显示以强度相同的红、绿、蓝 三原色的光，同时投射在白色光 屏上的结果。中间的白色区域为 三种色光共同混合而成。
减色法三原色
• 彩色照片戒图画是将照射它的 白光中减去一些颜色而反射所 剩下之颜色的光 • 减色法三原色是黄，青， 品红， 如黄色和品红混合产生红色。 • 减色混合形成所有的颜色，减 色法三原色相加成为黑色。
光不颜色关系
纸
光
黑
黑 黑 黑 黑 黑 黑 黑
红
红 黑 黑 红 红 黑 红
绿
黑 绿 黑 绿 绿 绿 黑
光的颜色、色散
色散现象
• 色散现象：复色光经棱镜折射后分散成各 种色光的现象 • 经由三棱镜色散后的光利用一透镜聚焦后， 再射入另一个三棱镜，结果发散的色光又 复合成复色光
光的颜色、色散
光的颜色、色散一、光的颜色 色散1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同。
2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
如图1371。
3．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。
二．几种色散现象(1)薄膜干涉中的色散如图1372所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加互相减弱，则出现暗纹．故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹．(2)衍射时的色散用白光做衍射实验时，得到的条纹是彩色的。
这是因为衍射时不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了。
这种现象是光在衍射时的色散。
用不同的单色光做双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相同的单色条纹。
由Δx ＝l dλ知，红光波长最长，Δx 最大，紫光波长最短，Δx 最小。
白光干涉时的条纹是彩色的，即白光是由多种色光组成的复色光，发生干涉时，白光发生了色散现象。
(3)折射时的色散图1372如图1372说明白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这说明白光是由七色光组成的。
三．薄膜干涉在技术上的应用(1)用干涉法检查平面如图1373所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹．如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果某处凹下，则对应明条纹(或暗条纹)提前出现，如图1374(a)所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图(b)所示(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上)．图1373图1374(2)增透膜的应用在光学仪器中，为了减少光在光学元件(透镜、棱镜)表面的反射损失，可用薄膜干涉相消来减少反射光，如照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了一层介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的14，这样反射回来的两列光波经过的路程差恰好等于半个波长，它们叠加后相互抵消，从而减少了光学元件表面反射造成的光能损失，增强了透射光的能量，故称为增透膜．达标练习1、如图13－5－1所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的( )2．关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A．厚度均匀的薄膜，也会发生干涉现象B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧E．厚度不均匀的薄膜才会形成干涉条纹3、如图13－5－3所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )A．a侧是红色光，b侧是紫色光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度4．如图13－5－4所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )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b的下表面5、13－5－6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6、一个半径较大的透明玻璃球体，截去其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图13－5－8所示，在反射光中看到的是( )A．平行的明暗相间的直干涉条纹B．环形的明暗相间的干涉条纹C．只能看到同颜色的平行反射光D．一片黑暗7、一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下面的几个图中哪个光路图可能是正确的( )8、如图13－5－10所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b 点之间，则( )A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光9、某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，如图1379所示．他们根据实验现象提出了以下猜想，你认为正确的是( )A．单色光a的波长大于单色光b的波长B．在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度C．单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D．当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光E．用a、b两单色光分别做双缝干涉实验时，a光的条纹间距比b光的大10、劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。
13.4光的颜色、色散
13.4 光的颜色色散一､光的颜色光的颜色是由光的频率决定的。
在红橙黄绿蓝靛紫这七种颜色的光中,频率最低的为红光,频率最高的为紫光.二､光的色散1.含有多种颜色的光被分解成为单色光的现象叫做光的色散.2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各色光按其波长的有序排列,就叫光谱.3.光谱规律：红光到紫光波长依次减小,频率依次增大.三､薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用,使下面厚上面薄,因此在薄膜上下不同的地方,从膜的前后表面反射的两列光波叠加,若两列波叠加后互相加强,则出现亮条纹;在另一些地方,叠加后互相减弱,则出现暗纹,故在单色光照射下,就出现了明暗相间的条纹;若在白光照射下,则出现彩色条纹.提示：（1）观察的是从前后表面反射回来的光,不是透过膜的光。
（2）用单色光和白光分别照射同一膜,观察到的现象是不同的.用白光照射膜时,干涉条纹为彩色,而在单色光照射下,则会出现明暗相间的条纹.2.薄膜干涉的应用(1) 利用薄膜劈尖干涉检查平面的平整程度.①劈尖干涉原理：楔形的空气薄膜,用单色光照射,入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波,形成相干条纹。
相同厚度处，同一级条纹。
②检查平面的平整度。
被检查平面若是平的,空气膜上厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹平行;若被检查平面某些地方不平,那里的空气膜干涉条纹将发生弯曲,如图所示.(2) 增透膜利用薄膜干涉现象可以制做增透膜,如在透镜表面镀一层厚度均匀的介质薄膜,要求介质的折射率小于制作的透镜的玻璃的折射率,厚度等于黄绿色光在介质中传播时波长的1/4，这样从介质膜后表面反射的光与从介质前表面反射的光恰好相差半个波长,干涉的结果是光振动相互抵消,即反射光的强度大大降低，能量守恒，降低发射，则起到“增透”作用,增透膜厚度：1144dnλλ'==λ'为光在介质中波长、λ为真空中的波长增反膜厚度：1122dnλλ'==(3) 牛顿环四､折射时的色散1.棱镜:光学研究中用到的截面为三角形的棱镜,简称为棱镜,其作用有两个(1)可以改变光的传播方向; (2)可以使光发生色散.2.棱镜对光的偏折作用如图所示,光线射到三棱镜后,光路向底面偏折.3.光折射时的色散一束白光通过三棱镜后会扩展成由红橙黄绿蓝靛紫各色组成的光带,这种现象称为折射时的色散,这种按一定次序排列的彩色光带叫做光谱. (1)光谱的产生表明,白光是由各种单色光组成的复色光,由于各种单色光通过棱镜时偏折的角度不同,所以产生了色散现象.(2)色散现象表明,不同颜色的光的折射率是不同的,紫光折射率最大,红光的折射率最小.(3)由折射率/可知,在棱镜中紫光的速度最小,红光的速度最大.（真空中速度都为c）n c v五、各种色光的情况统计：(同一介质)红橙黄绿蓝靛紫①频率：小→大；②偏向角：小→大；③折射率：小→大；④在介质中的光速：大→小一束光进入其他介质，频率不变（颜色不变），光速改变，波长也改变。
光的色散颜色
光的色散颜色一、光的色散现象1. 定义- 太阳光（或白光）通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象称为光的色散。
这表明白光是由多种色光混合而成的。
2. 实验- 在人教版教材中，通过三棱镜做光的色散实验。
让一束太阳光（平行光）照射到三棱镜的一个侧面上，光通过三棱镜后，会在光屏上形成一条彩色的光带，这条光带按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。
二、色散后各种颜色光的特点1. 频率和波长范围- 红光：频率最低，波长最长，在真空中波长约为760 - 622nm。
- 紫光：频率最高，波长最短，在真空中波长约为455 - 390nm。
- 其他色光的频率和波长介于红光和紫光之间，按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，频率逐渐升高，波长逐渐减小。
2. 传播特性- 在同种均匀介质中，各种色光的传播速度不同。
由于v = λ f（v是光的传播速度，λ是波长，f是频率），在真空中所有色光的传播速度都为c = 3×10^8m/s。
但在其他介质（如玻璃、水等）中，频率不变，由于不同色光的波长不同，所以传播速度不同。
一般来说，频率越高（波长越短）的色光在介质中的传播速度越小。
- 例如，在三棱镜中，紫光的传播速度比红光的传播速度小，这也是光发生色散的原因之一。
当光从一种介质进入另一种介质时，由于不同色光的折射程度不同（折射率n=(c)/(v)，v是色光在介质中的速度），紫光的折射率比红光的大，所以紫光偏折得更厉害。
3. 能量特性- 根据E = hf（E是光子能量，h是普朗克常量，f是频率），频率越高的色光，光子能量越大。
所以紫光的光子能量比红光的光子能量大。
三、生活中的光的色散现象1. 彩虹- 彩虹是一种常见的光的色散现象。
当雨后天气初晴时，观察者在特定的角度可以看到天空中的彩虹。
其原理是太阳光在雨滴中经过折射、反射后发生色散。
太阳光进入雨滴后，由于不同色光的折射程度不同，在雨滴内部经过一次反射后再折射出来，就形成了按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列的彩虹。
光的颜色 色散
前表面 后表面
现象解释
光程差为半波长的偶数倍， 形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数 倍，形成暗条纹。
1、现象：若单色光照射，形成 明暗相间的条纹，由于重力作用， 上面疏，下面密；若是白光照射， 则形成彩色条纹。
2、成因：薄膜两表面反射的光互 相叠加发生干涉现象。
生活中我们常见光的薄膜干涉现象
肥皂泡呈彩色 水上的油膜呈彩色 昆虫的翅膀呈彩色 某些金属的表面呈彩色 压紧两块小玻璃片可看到彩色环
光的干涉在技术上的应用
(1)利用光的干涉法检查平整度
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 。用单色光从上面照射，空气层的上下两个表面反射的光发生 干涉。空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波 叠加时相互加强或削弱的情况也相同。所以，如果被测平面是 平整的，干涉条纹就是一组平行的直线。如果干涉条纹发生弯 曲，就表明被测平面不平。
（填"明"、"暗"）
例4、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是
否平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的
干涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成的？
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
C、a的下表面和b的上表面
D、 a的下表面和b的下表面
例5、如图所示，一束白光以较大的入射角射到 三棱镜的一侧面上，从三棱镜的另一侧面射出， 在屏上形成从红到紫的彩色光带.光入射角逐渐减
⑵、色散的产生的原因
①白光是由各种单色光组成的，光在折射过程中发 生了色散
②棱镜对波长 不同的光折射率n不同， 越小，n越大
③在同一种介质中，不同波长的光波传播速度不同， 波长越短，波速越慢
光的颜色、色散
薄膜干涉——牛顿环
用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃 接触。
在日光下或用白光照射时，可以看到接触点为一暗 点，其周围为一些明暗相间的彩色圆环。
而用单色光照射时，则表现为一些明暗相间的单色 圆圈。
薄膜干涉——牛顿环
干涉图样： 中央疏边沿密的同心圆环
干涉现象是由于凸透镜下表面反射 光和玻璃上表面反射光叠加形成的
薄膜厚度 增透膜
真空中 增透膜中
由
得
薄膜干涉的应用——高反射膜
薄膜厚度
若想增强反射光的强度，使透射光强度为 零，制成高反射膜，薄膜的厚度与光的波 长之间应该满足什么关系？
此时前后表面反射光的光程差应等于一个 波长，即：
高反射膜 在薄膜的两个面上的反射光相互加强，起 到减小透射光、增大反射光强度的作用。
紫光的折射率最大，红光的折射率最小。 依次为
折射时的色散
色光 折射率
红 1.513
某种玻璃对各种色光的折射率
橙
黄
绿
1.514 1.517 1.519
蓝 1.528
n逐渐增大
紫 1.532
折射时的色散
折射率大的光速小 各种色光在介质中的光速依次为：
即红光的速度最大，紫光的速度最小。 在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样， 波长越短（频率越大），波速越慢。
d=(2n+1)λ/4
如果膜的厚度均匀变化， 用单色光照射时，相邻的条纹间的距离是相等的。
薄膜干涉
如果薄膜是上下等厚的，还会出现干涉条纹吗？
无干涉条纹
在薄膜干涉中，前、后表面反射光 的路程差由膜的厚度决定，所以薄 膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应 出现在膜的厚度相等的地方。
光的颜色色散
二、几种常见的色散
3、折射时的色散
在同一种物质中，不同波长的光波的传播速 率不一样，波长越短，波速越慢。
二、几种常见的色散
3、折射时的色散
二、几种常见的色散
3、折射时的色散
彩虹，又称天虹，简称虹，是气象中的一种 光学现象。当太阳光照射到空气中的水滴， 光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七
ห้องสมุดไป่ตู้
3.紫光由折射率为n的棱镜进入空气，则下列说 法中正确的是(
B
)
A.频率为原来的n倍，波长为原来的1/n B.波长为原来的n倍，波速为原来的n倍
C.频率为原来的n倍，波长为原来的n倍
D.频率为原来的1/n，波长为原来的n倍
4.竖直放置的铁丝框中的肥皂膜，在太阳光的照射 下会形成（ C ） A．黑白相间的水平干涉条纹
二、几种常见的色散
1、薄膜干涉中的色散
入射光在透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气 体薄层上、下表面反射后，形成相干波，在薄膜 的同侧发生的干涉现象叫薄膜干涉。
二、几种常见的色散
1、薄膜干涉中的色散
单色光 标准样板 薄片 被检测平面
(a)
(b)
(c)
二、几种常见的色散
1、薄膜干涉中的色散
牛顿环
二、几种常见的色散
13.7 光的颜色 色散
一、光的颜色 色散
1、光的颜色
不同颜色光，有不同的波长（或频率）．
一、光的颜色 色散
2、色散
含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫 做光的色散
一、光的颜色 色散
3、各色光在真空中的波长和频率
一、光的颜色 色散
四、光谱
太阳光谱 人眼视网膜上的两种感光细胞 1. 视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频 率）的光 2. 视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区 分不同波长（频率）的光。
光的色散 颜色
二、颜色
●透明物体的颜色是由通过它的色光决定的；不透明物体的 颜色则是由它反射的色光的颜色决定的。
●红、绿、蓝三种颜色的光混合能产生各种颜色的光，因此 把红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色。 ●红、黄、青三种颜色的颜料混合能产生各种颜色的颜料， 因此把红、黄、青三种颜色叫做颜料的三原色。
色散 视频 三原色
看不见的光
热作用强,用于红外线加热器
• 红外线
注意:一切物体都能发射红外线,同时也在吸收红外线
穿透能力强,用于红外线探测器(红外遥感)
紫外线
化学作用强,使照相底片感光 生理作用强,促进人体维生素的吸收, 杀菌,消毒 荧光效应,用于仿伪等项 目
一、填空
1、透明物体的颜色，是（ 由它所透过和光的 ）颜色决定的； 反射的 不透明物体一的颜色则是由它所（ ）光的颜色决定 的。
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2、 光的色散
3
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
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红
蓝 黄 二、选择： 青
绿
红
A、C
பைடு நூலகம்返回
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C
D
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下页
色散 白
D
答：可以看到彩虹。这是光经水珠发生的色 散作用。这种现象不长久。因为水珠就蒸发 了。
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色散三原色视频红外线热作用强用于红外线加热器穿透能力强用于红外线探测器红外遥感紫外线化学作用强使照相底片感光生理作用强促进人体维生素的吸收杀菌消毒荧光效应用于仿伪等项一填空一填空11透明物体的颜色是透明物体的颜色是颜色决定的
光的色散 颜色
八年级物理
第二章第五节
光的色散 颜色
一、光的色散
●白光通过三棱镜后被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种颜色的现象。 ●光的色散现象说明：白光是由上述七种颜色混合而成。
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红 700nm
＋
蓝光
……
兰 470nm
白光
亮暗相间彩色条纹．
一、光的色散
1、将复色光分解为单色光的现象，叫光的色散
2、双缝干涉中光的色散
白 光
二、薄膜干涉
1、钠黄灯在肥皂泡膜上的 反射像有什么特点？
ห้องสมุดไป่ตู้
2、相干光束？
3、光程差？ 4、条纹为什么是横的？
5、如果膜厚度向下均匀
增加，条纹等间距吗？
作业1：根据今天的学习内容，查找相关资料， 了解牛顿环和增透膜原理 作业2： 虹和霓是怎么形成的？
薄膜干涉的应用——牛顿环
1
2
A
e
人教版选修3-4
第十三章
第 7节 光的颜色
北京二中
光
色散
廖敦利
复习：光的双缝干涉
双缝干涉
S
1
1、相干光束如何获得？ 2、P1的光程差如何计算？
P
1
束单 色 激 光
满足什么条件加强？ 3、条纹间距？ 4、如果用白光做实验， 屏幕上的条纹？
S ΔS
2
用白光做双缝干涉实验，在屏上会出现 什么现象？
红光
薄 膜 干 涉 中 的 光 的 色 散
两块质量较好的平板玻璃，一端 垫一张纸，在钠黄灯的照射下 形成明暗相间的条纹。
三、薄膜干涉的应用1——利用薄膜干涉检查平整度
1、相干光束？ 2、光程差？
3、倾角变小，条纹
变疏还是变密？
4、弯曲的干涉条纹说明被检查的平面在此处是凹下还是凸出？
应用—牛顿环、增透膜