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13.7光的颜色 色散,光的色散: 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。,各色光在真空中的波长、频率,一、折射中的色散 1、棱镜: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。,光路图: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。,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。,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?,S,S,2.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: 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。,紫光频率最大,红光频率最小;不同介质中,光的频率不变 同种介质中红光波长最长,紫光波长最小 各色光在真空中光速相同,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 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。,逐增,逐减,逐增,变化趋势,逐增,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。,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?,二、薄膜干涉中的色散,观察结果,1、像上出现明暗相间的条纹,2、随着时间的推移,条纹间距越来大。,二、薄膜干涉中的色散,由于重力的作用,肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。,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。,现象解释,前表面,后表面,二、薄膜干涉中的色散,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)在薄膜干涉中,前、后表面反射光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,(3)用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹,阳光下的肥皂泡和水面飘的浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉,(2)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,另一波长的光也可能减弱,故呈现等间隔彩色条纹.,2、规律分析:,水面上的油膜呈彩色,白光的薄膜干涉条纹彩色条纹,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,二、薄膜干涉中的色散,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,用单色光从上面向下照射,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。,标准样板,待检部件,空气薄层,三、薄膜干涉的应用(一)检查表面的平整程度,楔性空气薄层,标准样板,被检测平面,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,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。,被检测平面的凹凸判定:,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差恰好等于半个波长,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。,薄膜干涉的应用(二)增透膜,1、增透的条件是什么?即镀层薄膜的厚度至少多大?,2、是否对所有颜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。,问题思考:,
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