光的颜色和色散-课件
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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)
四、薄膜干涉
让一束光经薄膜 的两个表面反射后， 形成的两束反射光 产生的干涉现象叫 薄膜干涉．
1、单色光 实验：观察黄光的 薄膜干涉
现象：薄膜两表面反射的光互相叠加而成的明暗条纹, 条纹是水平排列.
解释：薄膜两表面反射的光互相 叠加而成的。竖立的肥皂膜在重 力的作用下形成上薄下厚的楔形， 当光照在薄膜上时，从膜的前后 表面各反射回一列光波，这两列 波即是频率相同的相干光波，由 于薄膜的厚度不同，这两列光波 的路程差不同。当路程差为光波 波长的整数倍时，则为波峰与波 峰相遇，波谷与波谷相遇，使光 波的振动加强，形成亮条纹；当 光波的路程差为半波长的奇数倍 时，则波峰与波谷相遇，光波的 振动减弱，形成暗条纹
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。 a、平行光束通过棱镜后仍为平行光束； b、发散光束通过棱镜后仍为发散光束； c、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。
3、棱镜成像：
问题：如果隔着棱镜看一个物体，就可以看到物体的像
，那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移？ 分析：将一个物点S放在棱镜前，
薄膜干涉的应用（一）wk.baidu.com——检查表面的平整程度
1、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。（why?）
2、是否对所有颜色的光都有增透的作用？ 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。
反射出来,形成两列波,这两列波频率相同,
所以可以产生干涉;
D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。
返回
3、如图所示为一显示薄膜干涉 现象的实验装置，P是附有肥皂 膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精 灯。往火焰上洒些盐后，在肥 皂膜上观察到的干涉图象应是
下图中的Ｄ（ ）
A
B
Ｃ
Ｄ
4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表 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
•
11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/272021/2/272021/2/27Feb-2127-Feb-21
•
12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/2/272021/2/272021/2/27Satur day, February 27, 2021
•
13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
楔性空气薄层
被检测平面
3 2
2
2
薄膜干涉的应用（一） ——检查表面的平整程度
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。
A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹; AD
B.雨后天空中呈现的彩虹; C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹 D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。
2、用单色光照射肥皂薄膜:（
）
A.看到的干涉图样是明暗相间的A条C纹;
B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发
生干涉,形成干涉图样。
C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别
光在空气层的上下 表面发生反射,这两 束反射光发生干涉.
如果被检测表面的平整的,将看到与 底线平行的干涉条纹.
原因是厚度相等的地方，光程差一 样、干涉情况一样，即某一处反射 回来的两列波叠加，若光振动加强， 产生亮点，那些与此处厚度相等的 地方都是亮点，这些亮点组成彼此 平行的亮纹,反之是暗纹
标准样板
由哪两个表面反射的光叠加而成的( Ｃ)
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、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1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。当光垂直入射后，从
1、实验探究：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？
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，对紫光的折射率最大。
2．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。
•
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/27
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
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
薄膜干涉的应用（二） ——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度恰好 等于半个波长，因而互相抵消，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。
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年2月27日星期 六2021/2/272021/2/272021/2/27
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
•
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/2/272021/2/27Februar y 27, 2021
为什么一般的照相机的镜头成淡紫色？
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光 起增透作用。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。
练习
1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ ）
2、白色（复色）光的薄膜干涉 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，各色 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。
其它：路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
1.白光的薄膜干涉条纹 ——彩色条纹
从物点发出的两条光线经棱镜折射 后射出，我们根据光沿直线传播的 S' 经特验点，：认隔为着光棱线镜是看从物它体们的的像反是向延 长正线立的的交虚点像S’，射像出的的位，置向S'棱就镜是S在 棱顶镜角中方所向成偏的移像。（如图所示）。这 S
个虚像的位置比物体的实际位置向
顶角方向偏移，物像同侧。
二、光的色散:
A．增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度； B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的λ/4； C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的λ/4； D．因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光 紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫 色。
7、将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率 为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜
选修3—5第十三章第四节
光的颜色 色散
高二物理组
一、通过棱镜的光线
1、棱镜 ⑴定义：各平面相交的透明体叫做棱镜。 横截面为三角形的棱镜叫 三棱镜。通常所说的棱镜指三棱镜。
问题:让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面， 如图所示，试定性画出光通过棱镜的光路图。
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．
S1 S
S2 红滤色片
复述单色光干涉时的现象。 问题条：纹我间们距用的此计装算置公来式做。白光的干涉 实验会观察到什么现象呢？
三、白光的双缝干涉
单缝 双缝
屏幕
S1 S
S2
12、、解现释象：： ①由中白央光为是白复色亮 光条 ，纹各色光的波长不同，各色光所得到 ②的明干暗涉相图间样的 中彩 ，色 相条邻纹两条亮纹（或暗纹）间的距离也 ③不干同涉，条各纹色是 光以 干中 涉央后亮的纹条为纹对相称叠点加排，列在的 中央白色亮纹 两边出现彩色条纹。
的厚度最少应为（ Ａ）
A，λ/4n； B，λ/2n； C，λ/4； D，λ/2
1、棱镜 2、光的色散 3、白光的干涉 4、薄膜干涉
课堂小结
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/272021/2/27Saturday, February 27, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021 6:43:22 PM
2.水面上的油膜呈彩色
3.牛顿环（演示）
薄膜干涉的应用（一） ——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
物理量 频率 折射率 同种介质中光速 同种介质中波长
红橙 黄 绿 蓝 靛 紫
变化趋势 逐增
逐增 逐增 逐减
5．光谱：复色光被分解后，各种色光按其波 长（频率）有序排列起来，称为这种复色光的 光谱。
下图是太阳光的光谱。 利用光谱可以知道该光是由哪些波长的光组 成。
回顾：双缝干涉实验：
单缝 双缝
屏幕
上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点：⑴
任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任
意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1
装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，
从上往下观察到的干涉条纹将（Ａ ）
A.变疏
B.变密
C.不变
D.消失
6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：（ＡＤ）
增透膜
由能量守恒可知，入射光总强度= 反射光总强度+透射光总强度。
光的强度由光的振幅决定。当 满足增透膜厚度d=λ介/4时，两束反 射光恰好实现波峰与波谷相叠加， 实现干涉相消，使其合振幅接近于 零，即反射光的总强度接近于零， 从总效果上看，相当于光几乎不发 生反射而透过薄膜，因而大大减少 了光的反射损失，增强了透射光的 强度。
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)
四、薄膜干涉
让一束光经薄膜 的两个表面反射后， 形成的两束反射光 产生的干涉现象叫 薄膜干涉．
1、单色光 实验：观察黄光的 薄膜干涉
现象：薄膜两表面反射的光互相叠加而成的明暗条纹, 条纹是水平排列.
解释：薄膜两表面反射的光互相 叠加而成的。竖立的肥皂膜在重 力的作用下形成上薄下厚的楔形， 当光照在薄膜上时，从膜的前后 表面各反射回一列光波，这两列 波即是频率相同的相干光波，由 于薄膜的厚度不同，这两列光波 的路程差不同。当路程差为光波 波长的整数倍时，则为波峰与波 峰相遇，波谷与波谷相遇，使光 波的振动加强，形成亮条纹；当 光波的路程差为半波长的奇数倍 时，则波峰与波谷相遇，光波的 振动减弱，形成暗条纹
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。 a、平行光束通过棱镜后仍为平行光束； b、发散光束通过棱镜后仍为发散光束； c、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。
3、棱镜成像：
问题：如果隔着棱镜看一个物体，就可以看到物体的像
，那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移？ 分析：将一个物点S放在棱镜前，
薄膜干涉的应用（一）wk.baidu.com——检查表面的平整程度
1、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。（why?）
2、是否对所有颜色的光都有增透的作用？ 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。
反射出来,形成两列波,这两列波频率相同,
所以可以产生干涉;
D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。
返回
3、如图所示为一显示薄膜干涉 现象的实验装置，P是附有肥皂 膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精 灯。往火焰上洒些盐后，在肥 皂膜上观察到的干涉图象应是
下图中的Ｄ（ ）
A
B
Ｃ
Ｄ
4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表 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
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/272021/2/272021/2/27Feb-2127-Feb-21
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/2/272021/2/272021/2/27Satur day, February 27, 2021
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楔性空气薄层
被检测平面
3 2
2
2
薄膜干涉的应用（一） ——检查表面的平整程度
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。
A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹; AD
B.雨后天空中呈现的彩虹; C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹 D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。
2、用单色光照射肥皂薄膜:（
）
A.看到的干涉图样是明暗相间的A条C纹;
B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发
生干涉,形成干涉图样。
C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别
光在空气层的上下 表面发生反射,这两 束反射光发生干涉.
如果被检测表面的平整的,将看到与 底线平行的干涉条纹.
原因是厚度相等的地方，光程差一 样、干涉情况一样，即某一处反射 回来的两列波叠加，若光振动加强， 产生亮点，那些与此处厚度相等的 地方都是亮点，这些亮点组成彼此 平行的亮纹,反之是暗纹
标准样板
由哪两个表面反射的光叠加而成的( Ｃ)
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、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1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。当光垂直入射后，从
1、实验探究：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？
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，对紫光的折射率最大。
2．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。
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/272021/2/272021/2/272021/2/27
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
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
薄膜干涉的应用（二） ——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度恰好 等于半个波长，因而互相抵消，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。
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年2月27日星期 六2021/2/272021/2/272021/2/27
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/2/272021/2/27Februar y 27, 2021
为什么一般的照相机的镜头成淡紫色？
增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光 起增透作用。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。
练习
1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ ）
2、白色（复色）光的薄膜干涉 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，各色 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。
其它：路面上飘浮的油膜上的彩色条纹；蝴蝶等昆虫 翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。
1.白光的薄膜干涉条纹 ——彩色条纹
从物点发出的两条光线经棱镜折射 后射出，我们根据光沿直线传播的 S' 经特验点，：认隔为着光棱线镜是看从物它体们的的像反是向延 长正线立的的交虚点像S’，射像出的的位，置向S'棱就镜是S在 棱顶镜角中方所向成偏的移像。（如图所示）。这 S
个虚像的位置比物体的实际位置向
顶角方向偏移，物像同侧。
二、光的色散:
A．增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度； B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的λ/4； C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的λ/4； D．因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光 紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫 色。
7、将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率 为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜
选修3—5第十三章第四节
光的颜色 色散
高二物理组
一、通过棱镜的光线
1、棱镜 ⑴定义：各平面相交的透明体叫做棱镜。 横截面为三角形的棱镜叫 三棱镜。通常所说的棱镜指三棱镜。
问题:让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面， 如图所示，试定性画出光通过棱镜的光路图。
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．
S1 S
S2 红滤色片
复述单色光干涉时的现象。 问题条：纹我间们距用的此计装算置公来式做。白光的干涉 实验会观察到什么现象呢？
三、白光的双缝干涉
单缝 双缝
屏幕
S1 S
S2
12、、解现释象：： ①由中白央光为是白复色亮 光条 ，纹各色光的波长不同，各色光所得到 ②的明干暗涉相图间样的 中彩 ，色 相条邻纹两条亮纹（或暗纹）间的距离也 ③不干同涉，条各纹色是 光以 干中 涉央后亮的纹条为纹对相称叠点加排，列在的 中央白色亮纹 两边出现彩色条纹。
的厚度最少应为（ Ａ）
A，λ/4n； B，λ/2n； C，λ/4； D，λ/2
1、棱镜 2、光的色散 3、白光的干涉 4、薄膜干涉
课堂小结
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/272021/2/27Saturday, February 27, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/272021/2/272021/2/272/27/2021 6:43:22 PM
2.水面上的油膜呈彩色
3.牛顿环（演示）
薄膜干涉的应用（一） ——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
物理量 频率 折射率 同种介质中光速 同种介质中波长
红橙 黄 绿 蓝 靛 紫
变化趋势 逐增
逐增 逐增 逐减
5．光谱：复色光被分解后，各种色光按其波 长（频率）有序排列起来，称为这种复色光的 光谱。
下图是太阳光的光谱。 利用光谱可以知道该光是由哪些波长的光组 成。
回顾：双缝干涉实验：
单缝 双缝
屏幕
上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点：⑴
任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任
意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1
装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，
从上往下观察到的干涉条纹将（Ａ ）
A.变疏
B.变密
C.不变
D.消失
6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：（ＡＤ）
增透膜
由能量守恒可知，入射光总强度= 反射光总强度+透射光总强度。
光的强度由光的振幅决定。当 满足增透膜厚度d=λ介/4时，两束反 射光恰好实现波峰与波谷相叠加， 实现干涉相消，使其合振幅接近于 零，即反射光的总强度接近于零， 从总效果上看，相当于光几乎不发 生反射而透过薄膜，因而大大减少 了光的反射损失，增强了透射光的 强度。