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,第,7,节：光的颜色 色散,第十三章：光,第7节：光的颜色 色散 第十三章：光,1,1,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。,1知道什么是色散现象。,2,本节主要阐述色散的概念和发生色散现象的两种情况。本节把含有,多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做色散。因此，白光干涉时产生,彩色条纹也是一种色散现象。对于薄膜干涉的色散，应注意让学生动手,做肥皂液薄膜的干涉实验，让学生仔细观察。在讲解时要辅之以光路图,来说明其原理，关键是寻找和判断发生干涉的两列光从何而来。,另一项主要内容是棱镜折射的色散，该现象主要涉及同一介质对不,同色光速度、折射率、偏折角的影响。关于光的颜色、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，在界面发生折射时偏振呈现不同，这就是折射色散的本质。,本节主要阐述色散的概念和发生色散现象的两种情况,3,高中物理-必修3-4-13,4,1,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,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。,一、光的颜色,色散,彩色,单色光,1光的色散：白光的双缝干涉条纹是_的，可见白光是,5,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。,760,400,620,600,580,490,450,430,蓝,红,橙,黄,绿,青,紫,1,4,7.50,3.95,5.00,4.76,5.26,6.00,6.67,6.98,波长,光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其_,6,760,400,620,600,580,490,450,430,蓝,红,橙,黄,绿,青,紫,1,4,7.50,3.95,5.00,4.76,5.26,6.00,6.67,6.98,从左到右：,a,.颜色顺序：,红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,b.,波长顺序：,依次减小,c.,频率顺序：,依次增大,760400620600580490450430蓝红橙黄绿青,7,肥皂液薄膜在阳光下呈彩色,二、薄膜干涉中的色散,1.,生活中常见的干涉现象,肥皂液薄膜在阳光下呈彩色二、薄膜干涉中的色散1.生活中常见的,8,（,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,）观察,肥皂液薄膜烛焰像上是否有条纹,？,（,5,）观察条纹的方向，是竖直还是水平,？,想想为什么？,（,6,）随着时间的推移，条纹有什么变化？,2.,实验演示：,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.实验演示：,9,3.,薄膜干涉的定义：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。,不同单色光的薄膜干涉条纹,可见，波长,越长，干涉条纹越宽,3.薄膜干涉的定义：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两,10,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。,前表面,后表面,4.,现象解释,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,11,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,观察条纹的方向，是竖直,还,是,水平？想想为什么,？,2,随着时间的推移,，条纹,有什么变化？,光程差为半波长的偶数倍，光程差为半波长的奇数倍，1观察条纹,12,三、薄膜干涉在技术上的应用,1,检查物体表面的平整程度,2,增透膜,三、薄膜干涉在技术上的应用1检查物体表面的平整程度2增透,13,标准样板,待检部件,空气薄层,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。,薄膜干涉,的,应用,检查表面的平整程度,标准样板待检部件空气薄层取一个透明的标准样板，放在待检查的部,14,标准样板,待检部件,空气薄层,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,.,薄膜干涉,的,应用,检查表面的平整程度,标准样板待检部件空气薄层光在空气层的上下表面发生反射,这两束,15,如果,被检表面是平的，产生的干涉条纹就是,平行的,，如,图,甲,；,如果观察到的干涉条纹如,图乙丙，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,-6,cm,。,【,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,甲,乙,丙,被检测平面,薄片,标准样板,单色光,薄膜干涉,的,应用,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，如图甲；如果观,16,增透膜,薄膜厚度,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。,2,增透膜,增透膜薄膜厚度在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于2增,3,.,高反射膜,高反射膜,薄膜厚度,3.高反射膜高反射膜薄膜厚度,18,干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环,解释：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,干涉条纹,不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的,薄膜干涉,的,应用,牛顿环,干涉图样：中央疏边沿密的同心圆环解释：干涉现象是由于凸透镜下,19,衍射,时的色散,衍射时的色散,20,折射时的色散,折射时的色散,21,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。,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,22,1,棱镜对光,路,的改变作用,：,光线向底边偏折 虚像向顶角偏移,偏折角,：（如上图中的,）在保证入射角和棱镜,顶角,不变,的条件下,棱镜折射率越大,偏,折角,越,大。,1棱镜对光路的改变作用：光线向底边偏折,23,2,棱镜,使光发生色散的,作用,2棱镜使光发生色散的作用,24,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,？,）,(2),棱镜,材料对各种色光的折射率不同。（大小顺序如何？）,（由折射定律可知）,(3),各种,单色光在介质中的光速不同。（大小顺序如何？）,由公式：,n=,C,/,v,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,25,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：,折射率,：,在介质中的,光速：,由 小 到 大,由 小 到 大,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,(,v,=,c,/,n,=,f,),波长,也随之,改变。,各种色光的情况(同一介质)光的颜色：红、橙、黄、绿、青,26,1,下列现象中，属于光的干涉的是（）,A,雨过天晴，天空中形成的彩虹,B,阳光下，肥皂泡呈现彩色,C,一截插入水中的筷子，看上去变弯了,D,下雨后，在停过汽车的沥青路面上，油膜,常出现,彩色,B D,1下列现象中，属于光的干涉的是（）B D,27,2,关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生干涉现象，下列说法中正确的是,(,),A,干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果,B,若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀,的,C,用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时间距,小,D,薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的,AC,2关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生干涉现象，下列说法中正确的,28,薄板,样板,单色光,3,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,a,的下表面和,b,的上表面,D,a,的下表面和,b,的下表面,C,被检平面,薄板样板单色光3如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是,29,4,如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（）,A,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,B,干涉现象是由于凸透镜与玻璃之间空气膜的,上,表面,反射光和空气膜的下表面反射光叠加形成的,C,干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的,D,干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的,BC,4如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间,30,第八节：激光,第十三章：光,第八节：激光第十三章：光,31,1,了解激光的特点及其应用。,2,知道全息照相的原理，体验现代科技的神奇，培养学生对科学的兴趣。,1了解激光的特点及其应用。,32,本节主要讲解激光的特点及其应用，以及全息照相技术。只要学生对激光有所了解，知道激光和自然光的区别，但不给激光下定义，更不讲激光产生的机理。关于全息照相的原理，理解相位差是形成立体图像的根本原因。,由于课标对知识的要求仅限于“了解”层次，可参考教学资源库，让学生在老师的指导下自主学习。,本节主要讲解激光的特点及其应用，以及全息照相技,33,高中物理-必修3-4-13,34,1,相干性：,激光,是一种人工产生的,相干光。,（,相干光的条件：频率相同，相位差恒定，偏振方向一致。）,相干性,应用：光纤通讯、激光全息技术,没有,光纤和激光器发明就不会有现在的如此发达的互联网。,一、,激光的,特点及应用,1相干性：激光是一种人工产生的相干光。相干性应用：光纤通讯,35,应用：测距、测速、信息存储和阅读,2,平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，,到达,月球,表面时，也只发散成直径,lm,多的光斑，因此激光在地面,上,传播,时，可以看成是不发散的。,手持式雷达测速仪,手提激光测距仪,应用：测距、测速、信息存储和阅读2平行度非常好：从地面上发,36,3,亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率,，自,然,光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的,1,万倍。,应用,：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。,氧化熔化激光切割,激发核聚变,3亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功,37,“,全息,”的意思为,“全部信息”,，即相对于只记录物体的明暗变化的普通,摄影,来说,，激光全息摄影还能记录物体的空间变化。,被拍摄的物体：小鸡,拍摄得到的全息图,全息摄影,：记录被摄物体反射（透射）光波中全部信息（振幅、相位）的摄影。,二、全息照相,“全息”的意思为“全部信息”，即相对于只记录物体的明暗变化的,38,物,拍摄,全息照片的基本光路,参考光,照相底片,反射光,物光,同,一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物光也到达底片,。,两者,干涉，在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的明暗程度反映,了,叠加,的加强和减弱的情形。,物拍摄全息照片的基本光路参考光照相底片
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