选修3-4 13.7 光的颜色 色散
高二物理选修3-4课件13-7 光的颜色 色散
点评:薄膜干涉时,不一定会看到干涉条纹,分析时要 注意领会干涉现象的实质:光的叠加,使某些地方的光振动 加强,另一些地方振动减弱,或使某种色光振动加强,另一 些色光振动减弱,这都属于干涉现象。
如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平 的装置。所用单色光是用普通光源加滤光片产生的,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( )
知识自主梳理
知识点1
光的色散
1.光的颜色
频率 决定光的颜色;不同颜色的光_______ 波长 不 光的_________
c 同,λ= f 。 2.光的色散的定义
单色光 的现象叫光的色 含有多种颜色的光被分散为_________
散。
3.光谱的定义
波长 的有 含有多种颜色的光被分解后,各色光按其_______
观察薄膜干涉现象时,要在有光照的一侧观察还是在无 光照的一侧观察?
解析:在有光照的一侧,因为薄膜干涉是前后两个面的 反射光发生的干涉。
二、薄膜干涉的应用 1.等倾法检查平面平整度:如图所示,被检查平面B与 标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜,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,形成干 涉条纹。被检查平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位 于一条直线上,干涉条纹平行;若被检查表面某些地方不 平,那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
橙、黄、绿、蓝、靛、紫 ,在同一种物质中,不同波长 __________________________
越小 。 的光波的传播速度不一样,波长越短,波速_____
重点难点突破
一、薄膜干涉的成因 如图所示,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干涉条纹;若在白光 照射下,则出现彩色干涉条纹。
高中物理人教版选修3-4课件:13.7 光的颜色 色散
光在介质中的传播与机械波在介质中的传播是有区别的。 光在介质中的传播速度不仅与介质有关, 还与光的频率有关。
三、棱镜对光的偏折作用
如图所示, 光线从空气射到三棱镜时, 是从光疏介质射入光密介 质, 折射光线靠近法线, 向底边偏折;光线在棱镜中传播, 射出空气时, 是从光密介质射入光疏介质, 折射光线远离法线, 再次向底边偏折。 所以光线通过棱镜之后, 朝向底边折射。 折射光线的方向与入射光线的方向所形成的角度称为偏折角, 偏折角与棱镜材料及入射角有关:(1)偏折是因为介质造成的, 所以棱 镜对光的折射率越大, 偏折角越大;(2)光通过棱镜时, 当在棱镜中的 光线与底边平行时, 对应的偏折角最小。 对一般棱镜而言, 透过棱镜看物体, 会看到物体的虚像, 且虚像位 置比物体的实际位置向顶角方向偏移。
如何形象判断被测平面凹下或凸起? 下面给出一种形象的判断法——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: 若某处有一凹下, 他要想过去必须从薄膜的尖端绕过去, 方可按上述 要求过去, 即条纹某处弯向薄膜尖端, 该处为一凹下。如图甲所示。 若某处有一凸起, 他要想过去, 必从薄膜底部去绕, 即条纹某处弯向薄 膜底部方向时, 射中的色散现象
原理:如图所示, 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 互相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, 就表明被测平面不平整。如 图所示。
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?
物理人教版高中选修3-4人教课标版高中物理选修3-4第十三章光第四节光的颜色色散PPT课件
干涉中的色散
白光的薄膜干涉条纹 ——彩色条纹
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
水面上的油膜呈彩色
干涉中的色散
形成干涉条纹的原因
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
竖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,从膜的前 后表面反射的两列光波叠加, 若两列波叠加后加强,则出现 亮条纹;若叠加后振动减弱, 则出现暗条纹;若在白光下照 射出现彩色干涉条纹。
结论
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。
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
3.色散:把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。 4.正确理解光的色散: ①光的颜色由光的频率决定。在不同介质中,光的频率不变。 ② 同一介质对不同色光的折射率不同,频率高的折射率大。 ③ 不同频率的色光在真空中传播速度相同,为C=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。(v=C/n)
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
光的颜色 色散
授课教师:石劲蕾
多彩的世界
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
彩虹
雨过天晴,一条美丽的彩虹悬挂在天空,十分壮丽。彩虹 是如何产生的?
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
彩虹
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
增透膜
镀层薄膜
选 修 3 4 13.7 - 光 的 颜 色 色 散
在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。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,这种薄膜叫增透膜。
人教版选修3-4 13.7 光的颜色 色散 教案 word版含答案
课时13.7光的颜色色散1.知道什么是色散现象。
2.观察薄膜干涉现象,知道薄膜干涉能产生色散,并能利用它来解释生活中相关的现象。
3.知道棱镜折射能产生色散。
认识对同一介质而言,不同颜色的光折射率不同。
重点难点:薄膜干涉的原理及应用,折射、色散的原理。
教学建议:本节主要讲述色散的概念和发生色散现象的两种情况。
要让学生动手做肥皂液膜的干涉实验,仔细观察现象。
在讲解时要辅之以光路图来说明其原理。
对于棱镜折射的色散,主要涉及同一介质对不同色光速度、折射率、偏折角的影响。
关于颜色、频率和波长,应当明确不同颜色的光具有不同的频率,光的频率决定于光源,与介质无关。
光在不同介质中传播时,频率(颜色)不变,但速度(从而波长)要改变。
导入新课:大雨过后,彩虹的绚丽多彩,雨后马路上油膜的彩色以及肥皂泡的五颜六色,这些彩色是怎么形成的?产生的过程都是一样的吗?1.光的颜色(1)不同颜色的光①波长(或频率)不同。
白光发生干涉时条纹是彩色的,说明白光是由②多种色光组成的。
(2)人眼睛的③视杆细胞对光非常敏感,但不能区分颜色;人的眼睛靠④视锥细胞来分辨颜色。
2.色散与光谱(1)色散含有多种颜色的光被分解为⑤单色光的现象叫色散,白光由⑥红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成。
(2)光谱含有多种颜色的光被分解后,各种色光按波长的有序排列叫光谱,在可见光中,波长最长的是⑦红光,频率最高的是⑧紫光。
3.薄膜干涉(1)薄膜干涉中相干光来源于⑨薄膜前后表面反射的光。
(2)竖直放置的肥皂液膜在单色光照射时,薄膜干涉条纹是⑩明暗相间的条纹,干涉条纹呈水平(填“水平”或“竖直”)且相互平行,明条纹的颜色与入射光的颜色相同。
(3)薄膜干涉的应用:在光学镜头上涂一层增透膜可以增加透射光的强度;薄膜干涉用来检查工件表面是否平整。
4.折射时的色散(1)三棱镜指的是截面为三角形的透明介质,简称棱镜。
(2)如图所示,当光斜射向玻璃棱镜的一个侧面时,光线将向棱镜的底面偏折。
高中物理第十三章7光的颜色色散教材梳理教案新人教版选修3-4
光的颜色 色散知识·巧学一、光的颜色1.光的颜色光的频率决定光的颜色;不同颜色的光波长不同,在真空中λ=fc . 误区警示 光的颜色由光的频率决定,不要认为光的颜色由光的波长决定,这是因为同一种光在不同的介质里传播时,频率始终不变,但是波长却不一样。
2.光的色散含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散.3。
光谱的定义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。
深化升华 红到紫七色光中波长依次减小;红到紫七色光中频率依次增大。
二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因如图13—4-1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干涉条纹;若在白光照射下,则出现彩色干涉条纹.图13-4-1深化升华(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的光,不是透过膜的光,眼睛与光源在膜的同一侧。
(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,某一位置红光得到加强,其他颜色的光就被削弱,故在此位置看到的是红色,而另一位置则会看到黄色等其他颜色;而在单色照射下,则会出现明暗相间的条纹。
2。
薄膜干涉的应用(1)用干涉法检查平面:如图13—4-2所示,被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜,用单色光射入,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,被检查平面若是平的,空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上,干涉条纹平行;若被检查表面某些地方不平,那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
图13-4-2(2)增透膜:光学元件(透镜、棱镜)的表面涂一层薄膜,当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时,在薄膜的两个面上的反射光,光程差恰好等于半波长,因而相互抵消,达到减小反射光,增大透射光强度的作用。
高中物理选修3-4 第十三章 第7节 光的颜色 色散
速小,各种色光在同种介质中的光速依次为v紫<v蓝<…<v橙<v
红,即红光的速度最大,紫光的速度最小.
(3)如图所示,白光经过三棱镜后,在光屏上呈现七色光 带;若从棱镜的顶角向底边看,由红到紫依次排列,紫光最靠 近底边,光的色散实质上是光的折射现象.
2.双缝干涉中的色散: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,但都是明暗相间的单色条
2.光的色散与光谱 (1)光的色散:白光的双缝干涉条纹是彩色的,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 散为单色光的现象,叫光的色散. (2)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,就叫光谱.
3.薄膜干涉中的色散 薄膜干涉的成因:竖直放置的肥皂液膜由于受重力的作 用,下面厚,上面薄,因此,在膜上不同位置,来自前后两个 面的反射光所走的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后 相互加强,于是出现了亮条纹,因此,薄膜上出现了亮暗相间 的烛焰的像.
4.折射时的色散 白光进入棱镜而被折射后,在屏上光斑是彩色的,说明光 在折射中发生了色散. 不同色光通过棱镜后偏折的程度不同, 这又说明透明物质对波长不同的光的折射率不一样,λ 越小,n 越大.由 n=vc得出结论:在同一种物质中,不同波长的光波的 传播速度不一样,波长越小,波速越小.
知识图解
教材拓展提升
光的颜色 色散
课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
1.知道白光是由多种色光组成的. 2.能说明薄膜干涉条纹特点,能解释薄膜干涉的成因. 3.理解折射中的色散,了解各色光特性的差别.
教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
高中物理 13.7 光的颜色 色散教案 新人教版选修34
高中物理 13.7 光的颜色色散教案新人教版选修34一、教材分析《光的颜色色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第四节的教学内容,主要认识光的颜色和几种不同的色散现象,本节是对前面学的光的折射和干涉的应用和升华。
二、教学目标1、知识目标(1)理解棱镜能使射向棱镜侧面的光线向底面偏折的道理.(2)知道光的色散现象.(3)理解光的色散现象的成因.(4)知道不同色光在同一介质中传播速度不同.(5)知道同一介质对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大.2、能力目标(1)会应用棱镜进行有关的光路控制.(2)会根据折射定律分析判断白光色散的结果.3、情感、态度和价值观目标:通过自然界中的光现象——虹霓的教学及色散现象的教学激发学生对大自然的热爱以及对自然之谜的求知欲望.三、教学重点难点重点:光的色散现象及其成因.难点:用光的折射定律分析不同色光通过同一介质后的偏折情况.四、学情分析(根据个人情况写)五、教学方法实验观察、理论分析、学案导学六、课前准备同上节课的光学演示仪,三棱镜若干.CAI课件(单色光通过棱镜后的偏折情况,白色光通过棱镜的色散现象,虹霓的形成)七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
[师]同学们看过雨后天空的彩虹吗?(学生有的回答看过,有的回答没看过)(教师用课件播放彩虹图片,学生惊叹其美丽)[师]彩虹的美丽一直是为人们所赞叹的,但是在座的有谁知道彩虹是怎样形成的吗?[无人回答]我们学完这一节的内容大家就会知道了,想知道吗?[生回答想]那就好好的跟我学吧.(三)合作探究、精讲点拨。
棱镜对光线的作用1.介绍棱镜教师出示若干个棱镜(大约十几个)给学生传着看.让学生知道什么是棱镜.2.棱镜对光线的作用a.在黑板上画出棱镜的截面如图19—44,让一个学生到黑板上画出在光线从空气入射到AC面时的折射光.再请一位同学画出从棱镜进入空气时在AB面上的折射情况.图19—44b.用实验演示验证一下同学画的对不对.c.归纳结论——光在棱镜的两个侧面发生折射时,每次折射都使光线向棱镜的底面偏折.d.让学生猜想出入射光的偏折程度可能与哪些因素有关.[学生]与折射率有关.e.入射光方向不变,若折射率比原来大,再让一位学生画出此时光线的两次偏折情况.得出折射率越大,偏折越大的结论.光的色散1.光的色散现象[教师]刚才我们是用红光做的实验.如果让一束白光通过棱镜你能想象出将是什么样的吗?[生甲]还是白色.(其他学生犹豫)[教师]猜的不是完全没有道理.因为刚才红光折射后出来时还是红光嘛.但是还是让我们用实验来验证一下.这样心里才踏实对不对?(1)实验演示白光通过三棱镜后的色散现象.(2)再让学生用发给他们的棱镜对着太阳光转动.可在教室墙壁上看到鲜艳的彩色亮带.(3)引导学生归纳总结出白光是复色光.(4)给出光的色散定义及光谱概念.2.光的色散原因分析(1)重做课本图19—25甲所示的实验,让学生仔细观察,在光屏上最上端是红色,最下端是紫色.(2)分析现象背后的实质性原因.[教师引导]白光通过棱镜后变成了彩色光除了说明白光是复色光外,还说明棱镜对不同色光的折射率是…[学生]不同的.[教师]折射率不同.说明不同色光在棱镜中传播时速度是…[学生]不同的.[教师]红光在屏上最上端,表明红光的偏折程度…[学生]最小.[教师]棱镜对红光的折射率…[学生]最小.[教师]对紫光的折射率…[学生]最大.(3)光在真空中传播速度相同.[教师]我们现在看到的太阳光是太阳现在发出的吗?[学生]不是[教师]如果不同色光在真空中传播速度不同.则将先后到达地球.那么我们看到的还是白光吗?[学生]不是[教师]因此可以知道光在真空中传播速度都是相同的.c=3×108 m/s而在介质中传播速度是不同的.(根据n=vc)颜色红橙黄绿蓝靛紫频率ν低高折射率n 小大介质中速度v 大小临界角C 大小课堂巩固训练1.课本练习四第(1)题.2.如图19—45,ABC 为一玻璃三棱镜的截面,一束光MN垂直AB射入,在AC面发生全反射后从BC射出,则在屏PQ上的彩带DE的D点是________光,E点是________光.(填颜色)3.在上题中,若∠MNB变小,最先从AC透出的是________光.参考答案:1.略2.紫红3.红知识拓展——虹霓的形成虹的形成雨后初霁,我们常常看见天上出现美丽的七色彩虹,虹是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴引起的比较复杂的折射和反射所造成的一种色散现象.如图19—46(a),假设太阳光水平射向一水珠,光线经两次折射和一次全反射后射出水珠.霓的形成经过了二次折射和二次全反射,如图19—46(b).虹和霓一般同时出现.但两者还是有区别的,不能混为一谈,虹霓有两个弓形彩带,内彩带较亮,其外圈是红色,内圈是紫色,称为虹;外彩带较暗,有时看不见.其颜色分布与虹恰好相反,即外紫内红,称为霓.图19—45图19—46[用CAI课件展示虹霓的图景及形成过程]讲:夏天常常下雷阵雨,雨后半边天空露出了太阳,另外半边天空却仍有厚厚的云层.同时,夏天地面温度较高.蒸发很快,雨后天空还飘浮着水汽和小水滴.因此,当太阳光穿过云层中和空气中的小水滴时,就被折射出七色虹霓来.冬天大多是连绵不断的小雨.而且雨后太阳不会立即出现.同时,冬天气温较低.蒸发较慢,雨后天空中不会像夏天那样充满水汽和小水滴,故冬天不易出现虹霓.虹霓在地面上看起来是彩色的弧状,但在天空中看起来,却是彩色环状,异常美丽.有时当太阳靠近地平线时,在高山顶上也可以看到虹,如我国著名的风景区峨眉山的一大奇景——“峨眉佛光”,其成因与虹霓相似,宝光紫色在内、红色在外,圈中的“佛”实际上是由于日光从人的背后射来,把人的身体投影于云层上.(四)反思总结,当堂检测。
高中物理选修3-4优质课件5:13.7 光的颜色 色散
3、光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种单色光按波长大小 依次排列的图案。
二、薄膜干涉中的色散 演示实验:观察肥皂薄膜上干涉条纹 1、点燃酒精灯,并在酒精灯火焰里洒一些食盐。 2、用金属环在肥皂液中浸一下,制成肥皂薄膜。 3、在火焰的同侧观察火焰的反射像。
思考问题: 1、观察肥皂液薄膜烛焰像上是否有条纹? 2、观察条纹的方向,是竖直还是水平?想想为什么? 3、随着时间的推移,条纹有什么变化?
第十三章 光
7 光的颜色 色散
情景导入
知识梳理
一、光的颜色 色散
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。 1、不同颜色的光,波长不同,红光波长最长(频率最小),紫光 波长最短。
2、光的色散:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的 色散
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.
>> 问题探究
发生色散现象的原因
(1)现象表明:同样入射角的各种色光经棱镜折射后,
偏折的角度不同 ( 大小顺序如何?) (由折射定律可知)
(2)棱镜材料对各种色光的折射率不同。(大小顺序如何?)
由公式 : n c v
(3)各种单色光在介质中的光速不同。(大小顺序如何?)
各种色光的情况(同一介质) 光的颜色: 红、橙、黄、绿 、青、蓝、紫 偏向角: 由 小 到 大 折射率: 由 小 到 大 在介质中的光速: 由 大 到 小
同一频率的色光在不同介质中传播时,频率不变光速改变
光的颜色色散
光程差: =n — —亮条纹 =n+ 1 — —暗条纹
2
第0级亮条纹: =0 第1级亮条纹: =
二、薄膜干涉中的色散
实验: 1、观察灯焰在肥皂膜上所成的像 2、白色灯光下,观察肥皂膜的颜色
(1)相干波源是薄膜前后表面的反射光 (2)光程差是膜前后表面距离d的2倍
应用(一):增透膜
镀层 薄膜
4、样板与被检查平面间的倾角减小时,条纹间距增大还是减小?
应用(二):检查平整度 厚度d增加
单色光 标准样板
薄片
甲
乙
同一级亮条纹对应的d相同
被检测平面即dM= dN
阅读教材,思考:
1、相干波源的来源? 空气薄膜的上下表面的反射光
2、被测面平整时干涉条纹为什么是一组平行直线?
3、若干涉条纹如上图所示弯曲,分别判断与P和Q对应处凹凸情况。
人教版 选修3-4 高二年级
13.7 光的颜色 色散 ——薄膜干涉中的色散
一、光的颜色、色散
1. 教材P58单色光双缝干涉实验现象,比较蓝光和红光 的波长
蓝光 双缝间距0.36mm
x l
d
红光 双缝间距0.36mm
结论:不同颜色的光,波长不同
2、白光的双缝干涉实验现象,思考:
(1)为什么中央亮条纹是白色的,两边的是彩色? (2)观察两边条纹颜色的排布顺序,并比较各颜色的光波
P凹,Q凸
4、样板与被检查平面间的倾角减小时,条纹间距增大还是减小? 条纹间距增大
【思考】一凸透镜压在一平面玻璃上,让单色光从上 方射入,俯视时
(1)干涉条纹是什么形状? (2)分别改变增大透镜曲率半径和入射光波长,干涉 条纹间距如何变?
1、增透的条件是什么?即镀层薄膜的厚度d多大? 2、是否对所有颜色的光都有增透的作用?
教课标版选修3-4物理第十三章第七节《光的颜色__色散》名师课件1
2、雨后的天空呈现的彩虹是光折射时的色散 ;
雨后马路上油膜呈现五颜六色是光干涉时的色散 ;
白光照射小孔时屏上呈现彩色环是光衍射时的色散 ;
用白光做牛顿环实验时看到的彩色环是 干涉时的色散
光
;
折射时的色散
早晨从露珠上看到的五颜六色是
互动训练
互动答题时间,拿出你的学习卡开始答 题吧!
优教提示
则P处光被加强(亮条纹)。
即:d 1 n
2
规律:亮条纹下红上紫。
§13.7 光的颜色 色散
一、折射时的色散: f n
二、干涉时的色散:
1. 双缝干涉时的色散:x L
d
中央亮条纹中心白色两侧红色; 其它亮条纹外侧红色内侧紫色。
2. 薄膜干涉时的色散:d 1 n 亮条纹上端紫色下端红色。
几种单色光合起来将组成复色光. 3. 色散现象:复色光被分解成单色光的现象, 叫做光的色散.
思 棱镜为什么能将不同颜色的光分解开? 考
与 讨 论
规律:由红 紫 f
n
即:同一种介质对频率越高的色光的折射率越大.
可见:由于棱镜对七种单色光的折射率不同, 当七种单色 光以相同的入射角入射时, 由于折射角的不同而被 分解开(色散).
打开工具栏,点击课件训练,选取“名师训练 -《光的颜色 色散》”
§13.7 光的颜色 色散
小结
一、折射时的色散:f n
二、干涉时的色散:x L ; d 1 n
d
2
三、衍射时的色散: x
§13.7 光的颜色 色散
作业
一、书面作业:课本P70 “问题与练习” 5。 二、课后作业:
§13.7 光的颜色 色散
普通高中课程标准实验教科书 选修3-4 13.7 光的颜色 色散 教学设计 ...
普通高中课程标准实验教科书 选修3-413.7 光的颜色 色散 教学设计班级 高二 备课人 备课时间 2012 年 3 月 10日 【教学目标】(一)知识与技能1.知道不同颜色的光,波长不同。
2.知道什么是色散,了解什么是光谱。
3.通过实验初步认识薄膜干涉现象,了解其应用。
4.知道光线通过棱镜时的光路,认识折射时的色散现象。
5.知道不同色光在同一介质中传播速度不同;知道同一介质对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大。
(二)过程与方法经历不同物理过程中光的色散现象的探究过程,了解色散在生活中的应用。
(三)情感、态度与价值观通过自然界中的光现象——虹霓的教学及色散现象的教学激发学生对大自然的热爱以及对自然之谜的求知欲望。
【教学重点】。
1.薄膜干涉的成因,干涉时的色散。
2.棱镜对光线的作用,折射时的色散。
【教学难点】薄膜干涉的成因,干涉时的色散。
【课 型】新授课【教具准备】多媒体电脑及投影装置,多媒体课件(相关静态图片及Flash 动画) 【教学方法】复习提问,理论分析,实验探究,多媒体辅助教学 【课时安排】 1课时教案(教学过程)一、知识结构: 1.光的颜色 色散2.薄膜干涉中的色散 3.折射时的色散二、点拨精讲(例题精析)例题:宽度为a 的平行光束从空气斜射到两面平行的玻璃板上表面,入射角为45°,光束中含有两种不同波长的单色光,玻璃对两种单色光的折射率分别为n 1=2、n 2=3,求: (1)这两种波长的光通过玻璃所需时间之比;(2)要使光束从玻璃板下表面出射时能分成不相交叠的两束光,玻璃板的厚度d 至少为多少?三、教学步骤 (一)引入新课 (二)进行新课1.光的颜色 色散:不同颜色的光,波长不同,白光干涉图样也说明白光是由多种色光组成的,在发生干涉时白光被分解了。
含有多种颜色的光被分解为单色光的现象,称为光的色散。
含有多种颜色的光被分解后,各种色光按照波长的长短依次排列成彩色光带,就是光谱。
高二物理选修34第十三章:13.7光的颜色色散1
第十三章第七节:光的颜色色散【本章课标转述】通过实验,理解光的折射定律。
测定材料的折射率,认识光的全反射现象。
初步了解光导纤维的工作原理和光线在生产中的应用,认识光线技术对经济社会生活的重大影响。
观察光的干涉、衍射和偏振现象。
知道产生干涉、衍射现象的条件。
用双缝干涉实验测定光的波长。
观察薄膜干涉现象。
了解激光的特性和应用。
用激光观察全息照相。
【学习目标】1、知道什么是色散现象。
2、观察薄膜干涉现象,知道薄膜干涉能产生色散,并能利用它来解释生活中相关的现象。
3、知道棱镜折射能产生色散。
认识对同一介质,不同颜色的光折射率不同。
【学习过程】复习提高:1、在上一节双缝干涉的实验中,使用红光和使用绿光得到的条纹间距不同,试分析其原因。
2、如果使用白光做双缝干涉实验,光屏上将会呈现什么样的图像呢?图像具有什么特征?探究点一、光的色散光谱1、光的色散:含有多种颜色的光被分解为____________的现象。
2、光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的长短____________排列。
探究点二、薄膜干涉中的色散(1)观察课本P68页实验《用肥皂膜做薄膜干涉实验》回答以下问题:实验中肥皂膜的厚度具有什么特点?实验中,肥皂膜上呈现了什么样的图样?(2)薄膜干涉的成因灯焰的像是液膜前后两个面___________的光形成的。
与双缝干涉的情况相同,这两列光波也是由同一个实际的光源分解而成的,所以它们具有___________、恒定的相位差,它们是相干光源。
(看P68图13.7-3)白光的薄膜干涉现象上述实验如果把光源换成白光,会形成什么样的图样呢?(3)薄膜干涉的应用增透膜在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光(注意:这里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了.单层增透膜只能使某个特定波长λ的光尽量减少反射,对于相近波长的其他反射光也有不同程度的减弱,但不是减到最弱,对于一般的照相机和目视光学仪器,常选人眼最敏感的波长λ=550nm作为“控制波长”,在白光下观看此薄膜的反射光,黄绿色光最弱,红光蓝光相对强一些,因此镜面呈淡紫色。
13.7光的颜色 色散-高二物理同步课堂(人教版选修3-4)
1 / 18第十三章 光第7节 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。
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。
4.几种色散现象(1)薄膜干涉中的色散 ①薄膜干涉中相干光的获得光照射到薄膜上,在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的,它们具有相同的频率,恒定的相位差。
②薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时,在薄膜的不同位置,前后两个面的反射光的路程差不同,在某些位置两列波叠加后相互加强,于是出现亮条纹;在另一些位置,两列波相遇后被相互削弱,于是出现暗条纹。
(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。
2 / 18(3)折射时的色散如图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。
1.折射时的色散(1)我们把射出棱镜的光线与入射光线方向的夹角叫通过棱镜的偏向角,如图所示,实验表明,白光色散时,红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大。
这说明玻璃对不同色光的折射率是不同的。
紫光的最大,红光的最小。
(2)由于介质中的光速v =c n,故在同种介质中折射率大的光速小,各种色光在同种介质中的光速依次为v 紫<v 蓝<…<v 橙<v 红,即红光的速度最大,紫光的速度最小。
(3)如图所示,白光经过三棱镜后,在光屏上呈现七色光带;若从棱镜的顶角向底边看,由红到紫依次排列,紫光最靠近底边,光的色散实质上是光的折射现象。
2.双缝干涉中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。
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
高中物理选修3-4课件
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_______ 反射 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 频率 同的________ 、恒定的相位差,它们是 相干 光源. ______
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3 . (1)光的色散问题常常是与折射现象相关联 c 的,关键物理量是 n(n= ),可以看出同种介质 v 对不同色光的折射率不同, 传播速度也不相同, 所以光在介质中的传播速度是由色光频率与介 质两方面决定的,这与机械波是不同的.
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(2)同一介质对紫光折射率大, 对红光折射率小, 着重理解两点, 其一, 光的频率(颜色)由光源决 定,与介质无关;其二,同一介质中,频率越 c λ0 大的光折射率越大.再应用 n= = 等知识, v λ 就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传 播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度 等问题.
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课前自主学案
一、光的颜色 色散 1.光的颜色与波长关系 用不同的色光做双缝干涉实验,得到的干涉图 不一样 ,用黄光做这个实验, 样中条纹间距_________ l 小 .由 Δx= λ 知条纹 条纹间距比用红光时_____ d
波长 成正比,不同颜 之间的距离与光波的________ 波长不同 . 色的光, __________
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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
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折射时的色散规律
某种玻璃对各种色光的折射率:
色光 紫 折射率 1.532
蓝 1.528
绿 1.519
一、光的颜色 色散
1、单色光: 不能分解为其他颜色的光称 为单色光。
注意:单色光的频率是一个范围,不是单一频率
2、复色光: 由各种单色光组成的光称为 复色光
3、白光: 太阳、日光灯等发出的光没有 特定的颜色,叫做白光。(白 光是复色光)
4.光的颜色由频率决定,与介质无关
不同颜色的光频率 不同
x l
增透膜:在透镜表面涂上一层薄膜, 当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中 的波长的1/4时,从薄膜前后两表面反 射回来的光的路程差恰好等于半个波 长,它们干涉相消,减小了反射光的 能量,增强了透射光的能量,称为增 透膜。
增透膜
增透的条件是什么?即镀层薄膜的厚度 至少多大?
薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的 1/4。
思考:1、为什么会有明暗 相间的条纹?
2、单色光的薄膜干涉图样是?
3、白光的薄膜干涉图样是怎样?
4、条纹间距离与什么因素有关?
原理:
1、由于重力的作用,肥皂薄 膜将形成上薄下厚的楔形
2、光从薄膜的前后两
个表面反射出来两个光
波,这两列光波的频率
相同,产生干涉。
前表面
即:薄膜前后两个表面的反射 光为相干光
如果被检测表面的平整的, 将看到与底线平行的干涉 条纹.
等厚线
标准样板
楔性空气薄层
被检测平面
如果被检表面是平的,产生的干涉条纹就是平 行的,如图(b)所示;
如果观察到的干涉条纹如图(c)所示,则表 示被检测表面微有凸起或凹下,这些凸起或凹下的 地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解 被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。
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
折射率越大,偏折角越大 ⑵棱镜能改变光的传播方向,但不改变光束的性质。
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、青、蓝、 紫.
光的色散
实验:一束白光经过棱镜后会发生什么 现象?这一现象说明了什么问题?
黄 1.517
橙 1.514
红 1.513
①白光是一种复色光
②棱镜对不同颜色的光折射作用不同,对 紫光的折射作用最大,对红光的折射作 用最小
③在棱镜中紫光的速度最小,红光的速度 最大
七种颜色光各个物理量的比较
物理量 频率 折射率 同种介质中光速 同种介质中波长 同种介质临界角
红橙黄绿蓝靛紫 增大 增大 减小 减小 减小
干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均 匀变化的
3、衍射时的色散 白光的衍射:
衍射时不同色光的亮条纹的位置不同, 亮纹的宽度也不同,于是各种色光就区 分开了。
4、折射时光的色散
(1)棱镜: 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.
2、棱镜对光线的作用 (1)从玻璃棱镜的一个侧
②检查表面的平整程度
标准样板 空气薄层 待检部件
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 的平面间形成一个楔形空气膜,用单色光从上面 照射,入射光从空气层的上下表面反射出两列光 形成相干光,从反射光中就会看到干涉条纹
光在空气层的 上下表面发生 反射,这两束反 射光发生干涉.
后表面
光程差等于膜厚度的2倍 S 2d
•光程差为波 长的整数倍, 即膜的厚度2 倍满足波长的 整数倍.形成 亮条纹。
2d=nλ
•光程差为半波长的奇数倍,即膜的厚度 2倍满足1/2波长的奇数倍。形成暗条纹。
2d=(2n+1)λ/2
不同单色光的薄膜干涉条纹
可见,波长λ越长,干涉条纹越宽 白光的薄膜干涉条纹为彩色的
地上的油膜
肥皂泡
彩虹--摄于西藏阿里高原
回顾:双缝干涉实验:
单缝 双缝
屏幕
S1 S
S2 红滤色片
1、单色光干涉时观察到什么现象? 2、条纹间距的计算公式?
结论:不同颜色的光波长不同 问题:我们用此装置来做白光的 干涉实验会观察到什么现象呢?
白光的双缝干1、现象: ①中央为白色亮条纹 ②明暗相间的彩色条纹 ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 2、结论: 白光是由多种颜色的光组成,是复色光。发生干涉 时不同颜色的条纹间距不同,白光被分解了。
d
不同颜色的光波长 不同
不同颜色的光干涉 条纹间距不同
5、光的色散:含有多种颜色的光被分解为 单色光的现象叫做光的色散。
表一:各色光在真空中的波长和频率
光的 颜色
波长λ(nm)
频率 f (1014Hz)
光的 颜色
波长λ(nm)
频率 f (1014Hz)
红 760~630
3.9~4.8
绿
570~500
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
根据等厚线判断 3 2
凹凸
2
2
干涉条纹的移动
每一条 纹对应劈尖 内的一个厚 度,当此厚 度位置改变 时,对应的 条纹随之移 动.
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
思考
照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色,为什么?
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, 即当白光照到(垂直)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。这时其他波长的光 (如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此,增透膜呈 绿光的互补色——淡紫色。
(1)生活中的干涉现象
肥皂液薄膜在阳光下呈彩色
形状和颜色是怎样的 呢?
水面上的油膜呈彩色
怎样形成的呢?
(2)薄膜干涉实验
①点燃酒精灯,并在酒精灯火焰里洒一些食盐。 ②用金属环在肥皂液中浸一下,制成肥皂薄膜。 ③在火焰的同侧观察火焰的反射像。 ④像上出现明暗相间的黄色条纹 ⑤随着时间的推移,条纹间距越来大。
5.3~6.0
橙
630~600
黄
600~570
4.8~5.0 5.0~5.3
青
500~450
6.1~6.7
蓝
450~430
6.7~7.0
紫
430~400
7.0~7.5
f c
波长越大,频率越小
6、光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种 色光按其波长有序排列,就是光谱。
二、几种常见的色散 1、薄膜干涉中的色散
(3)薄膜干涉的应用 ①检查物体表面的平整程度
②增透膜
①增透膜
镀层 薄膜 在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。 当薄膜的厚度适当时,在薄膜的两个表面上反射路程差 恰好等于半个波长,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,这种薄膜叫增透膜。
增透膜
薄膜厚度
d
4
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. (3)如薄膜厚度均匀变化,用单色光照射, 条纹间距相等;用白光照射,在同一厚度某 一波长的光反射后增强,另一波长的光可能 减弱,故呈现等间隔彩色条纹.