高中物理 第十三章 7 光的颜色色散课后集训 新人教版选修3-41
【成才之路】高中物理(人教版)选修3-4(课后跟踪练习)：第十三章光第七节光的颜色色散
第13章第7节基础夯实1．下列说法中正确的是()A．阳光下玻璃的边缘呈现彩色；雨过天晴后，有时天空中会出现彩虹，这两种现象都是光的色散现象B．晴朗的天空呈现蓝色是因为阳光色散后只留下蓝色C．自行车的尾灯本身不发光，但晚上在汽车灯光照射下显得特别明亮，这是由于尾灯对光的色散引起的D．在湿热的夏天，从远处看雨后的公路表面会觉得特别亮，这是因为阳光在积水面上发生色散而形成的答案：A2．(2010·石家庄市第一中学高二检测)一束由两种单色光组成的细光束入射到三棱镜上，经棱镜折射后，分成了两束光a、b，则()A．a光的波长大于b光的波长B．a光的频率大于b光的频率C．a光的波长小于b光的波长D．在同一介质中传播时，a光的传播速度小于b光的传播速度答案：A3．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的下表面答案：C解析：样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面即a的下表面与b的上表面反射回的两列光波形成干涉条纹．4．如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生了色散，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点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光D．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光答案：B解析：本题中是空气三棱镜放在水中，光线由水中射入棱镜，经两次折射射到水中，空气相对于水是折射率小的介质，据折射定律分析，出射光线将向棱镜顶角偏折，这样，B选项正确．5．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，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图中的()答案：D解析：铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是基本水平的．6．两个完全相同的等腰三棱镜如图放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是()A．一束白光 B．白光带C．散射彩色带 D．平行彩色带答案：D7．雨后公路的积水上漂着薄薄的油层，看上去有许多彩色花纹，其中有一条绿色花纹与一条蓝色花纹相邻．在这两条花纹处，哪里的油层更薄些？为什么？解析：根据光干涉出现亮纹的条件知，路程差kλ＝L2－L1＝2nd(d为膜厚度)，相邻两条绿纹与蓝纹的k值相同，而λ绿>λ蓝，所以在这两条花纹处蓝纹所对应的油层更薄些．能力提升1．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图(a)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，从上往下看到的干涉条纹如图(b)所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)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(a)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( )A ．变疏B ．变密C ．不变D ．消失答案：A解析：干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹(或暗条纹)必须变疏才能符合所在位置下面对应的薄膜厚度差跟原先一样，故A 正确．2．一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，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 答案：B3．在水中同一深度排列着四个不同颜色的球．如果从水面上方垂直俯视各球，感觉最浅的是( )A ．红球B ．黄球C ．绿球D ．紫球 答案：D解析：由视深公式h ′＝hn知紫球看上去最浅，D 选项正确．4．(物理与日常生活)市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )A.18λ B.14λ C.12λ D ．λ答案：B解析：为减小反射的热效应显著的红外线，则要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即路程差为半波长的奇数倍，故薄膜的最小厚度为红外线在该薄膜中波长的14.点评：光的干涉应用范围很广，如薄膜干涉就是其中一种，它可应用到日常生活检测零件平整度等，但百变不离其宗，干涉的条件(明、暗条纹的分布规律)不变．5．(思维拓展题)如图所示，水盆中盛有一定浓度的水，盆底处水平放置一个平面镜．平行的红光束和蓝光束斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投射到屏MN 上两点，则有( )A ．从水面射出的两束光彼此平行，红光投射点靠近M 端B ．从水面射出的两束光彼此平行，蓝光投射点靠近M 端C ．从水面射出的两束光彼此不平行，红光投射点靠近M 端D ．从水面射出的两束光彼此不平行，蓝光投射点靠近M 端 答案：B6．如图所示，是一束光从甲介质射入乙介质时的光路图，MN 是界面，由图可知：入射角__________折射角(填“>”、“＝”或“<”)；光速关系v 甲__________v 乙(填“>”、“＝”或“<”)；折射率关系n 甲__________n 乙(填“>”、“＝”或“<”)．答案：<，<，>7．用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带，如图所示，请回答下列问题：(1)B 、C 、D 区域分别是什么色光区？(2)将一瓶绿藻放在A 处，则B 、C 、D 哪一处变暗？(3)将一瓶绿藻放在B 、C 、D 的哪一位置上，就会严重影响它的生长？ 解析：(1)B 为红光区，C 为绿光区，D 为蓝光区(2)由绿藻呈绿色可知其对绿光的吸收最弱，故B 和D 处变暗．(3)由(1)可知，C 为绿光区，故绿藻只能得到极少量可利用的光来进行光合作用，因而会严重影响其生长．。
2020届人教版高中物理选修3-4教学案：第十三章 第7、8节 光的颜色 色散 激光含答案
第7、8节光的颜色__色散__激光一、光的颜色 色散1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同。
图13-7-1 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13-7-1。
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1.光的颜色由频率决定，不同颜色的光波长不同。
2．含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，这些单色光按波长的有序排列就是光谱。
3．能使光色散的方法有：(1)薄膜干涉色散；(2)衍射色散；(3)折射色散。
4．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，波速越慢。
5．激光是人工产生的，具有相干性好、平行度好、亮度高的特点。
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。
(3)折射时的色散图13-7-2如图13-7-2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。
5．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，波速越慢。
二、激光1．激光的特点及应用特点性质应用相干性激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性光纤通信平行度激光的平行度非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度精确的测距；读取光盘上记录的信息等高亮度它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的能量用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核反应等2．全息照相(1)与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第七节 光的颜色 色散》课后练习试卷10答案解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第七节光的颜色色散》课后练习试卷【10】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是A．n1<n2，a为红光，b为蓝光B．n1<n2，a为蓝光，b为红光C．n1>n2，a为红光，b为蓝光D．n1>n2，a为蓝光，b为红光【答案】B【解析】试题分析：从题意来看，a光线被折射的程度超过b，所以，即a为蓝光，b为红光，所以正确答案为B考点：折射率点评：本题考查了光线通过三棱镜时的折射现象，可以通过三棱镜折射现象推导光的频率，波长、干涉条纹等2.人类对光的本性认识的过程中先后进行了一系列实验，如图所示的四个示意图所表示的实验不能说明光具有波动性的是：（）【答案】C【解析】试题分析：光电效应说明光具有粒子性；单缝干涉实验说明光具有波动性；双缝干涉和薄膜干涉都能反应光的波动性单缝干涉实验说明光具有波动性，故A错误；双缝干涉和薄膜干涉都能反应光的波动性，故BD错误；光电效应说明光具有粒子性，故C正确；故选C考点：光电效应干涉衍射点评：解决本题的关键知道光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性，干涉、衍射、偏振说明光具有波动性。
各种物理实验的现象说明的结论，要求同学们能知道各种实验的目的和结论．3.做简谐振动的单摆摆长不变，把摆球质量增加为原来的4倍，使摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的倍，则单摆振动的A．周期、振幅都不变B．周期不变、振幅减小C．周期改变、振幅不变D．周期、振幅都改变【答案】B【解析】根据单摆周期公式可知周期只与摆长和重力加速度有关，周期不变，振幅与平衡位置的速度大小有关，B对；4.如图所示，弹簧振子在振动过程中，经过a、b两点的速度相同，历时0.2s。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第七节 光的颜色 色散》课后练习试卷【2】答案解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第七节光的颜色色散》课后练习试卷【2】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.以下光源可作为相干光源的是()．A．两个相同亮度的烛焰B．两个相同规格的灯泡C．双丝灯泡D．出自一个狭缝光再分成的两束光【答案】D【解析】两个光源发出的光要产生干涉，它们的频率必须相同，相位差恒定，而且振动方向相同．相同亮度的烛光频率不一定相同，故A项错；相同规格的灯泡发出的光频率不一定相同，B错；双丝灯泡上，不同的发光点所发出光的频率也不一定相同，C项错；把同一束光线再分成两列光，能够确保这两列光波(视为新光源)的频率相同，相位差恒定，振动情况相同，所以D项正确．2.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【答案】BD【解析】试题分析：电灯发出的光为自然光，A错误，b处的光是经过偏振片而传播过来的，只有一个振动方向的光，为偏振光，B正确，AB两个偏振片正好是垂直关系，所以以SP为轴将B转过180°后，在P处仍看不到光亮，以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮，D正确故选BD考点：考查了光的偏振点评：自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向发射．3.如图，下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图）或障碍物（C、D 图），其中能发生明显衍射现象的有 ( )【答案】BD【解析】试题分析：一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图），相比而言B图的孔洞的尺寸比A图小，所以B图能发生明显的衍射．故A不正确，B正确；一列水波在传播过程中遇到了阻碍物（C、D图），相比而言C图的阻碍物的尺寸比D图小，所以D图能发生明显的衍射．故C不正确，D正确；故选：BD考点：考查了波的衍射点评：要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大．4.如图19－2所示，P是一偏振片，P的偏振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。
高中物理(人教版选修3-4)第13章同步教学课件：13-7 光的颜色 色散 (共24张PPT)
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 小时（Ｂ）
A、红光最先消失 B、紫光最先消失 C、红光和紫光同时消失 D、红光和紫光都不会消失
第十三章 光
第七节 光的颜色 色散
复习回顾
1、用双缝干涉实验测量光的波长的原 理是什么？ 2、在该实验中有哪些注意事项？
结合上节内容思考下面的问题 1、由上一节表达式可知，干涉条纹间距与波 长成正比，不同颜色单色光间距不同说明了什 么？ 2、当使用白色光源做双缝干涉实验时，得到 彩色条纹说明了什么？
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。
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
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)干涉法检查平面 条纹特点： 1、任意一条明条纹或者暗 条纹所在位置下面的薄膜厚 度相等
2、任意相邻明条纹或暗条 纹所对应的薄膜厚度差恒定
(1)干涉法检查平面
(2)增透膜 设增透膜的折射率为n，光在 真空中的波长为λ1，在介质中的波 薄膜厚度 长为λ2
d
2
4
Hale Waihona Puke 真空中 增透膜中c 1 f v 2 f
例3、在杨氏双缝干涉实验中，如果所用单色光 波长为0.40μm ，屏上P点与双缝的距离差是 暗 条纹；若还用同 1.80μm ，则P点处是________ 一装置，而换成波长为0.60μm单色光，则P点处 亮 条纹。 是________ （填"明"、"暗"）
高中物理 第十三章 光 7 光的颜色、色散互动课堂学案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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7 光的颜色、色散互动课堂疏导引导1.薄膜干涉(1)薄膜干涉中相干光的来源一列光在膜的前表面和后表面分别反射,如同由前、后表面发射出来的两列完全相同的光,满足相干条件.（2）薄膜干涉图样特点由于膜的厚度不同，若两列波反射回来的光程差是波长的整数倍,叠加后振动加强，形成亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍,叠加后振动减弱，形成暗条纹。
所以，当膜是楔形时,形成明暗相间的条纹,如果入射光是白光，其中各单色光的波长不同，各自在不同地点出现亮纹，而形成彩色条纹。
（3)薄膜干涉的应用①检查精密零件的表面质量将被检查平面上放一个的透明标准样板，在样板的一端垫一薄片，使标准样板的平面和被检查平面间形成一个楔形空气薄层,单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射出的两列光波叠加，从反射光中看到干涉条纹,根据干涉条纹的形状,来确定工件表面情况。
（如图13—4-1）图13-4-1②增透膜在光学元件(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41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。
2。
折射时的色散（1)棱镜横截面为三角形的三棱镜简称为棱镜.棱镜可以改变光的传播方向,还可以使光发生色散。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第七节 光的颜色 色散》课后练习试卷【3】答案解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第七节光的颜色色散》课后练习试卷【3】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0．5s，b和c之间的距离是5m，以下说法正确的是（）A．此列波的波长为2．5mB．此列波的频率为2HzC．此列波的波速为5m/sD．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播【答案】 CD【解析】试题分析:由图象可知，b和c之间的距离等于波长，则λ=5m．故A错误；由于质点b的起振时刻比质点a延迟了0．5s，而ab距离是半个波长，所以振动周期是T=1s，频率f=1Hz．故B错误；波速为v=λf=5m/s，故C正确；质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s，则得波沿x轴正方向传播．故D正确；考点：波长、频率和波速的关系2.一条光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是()．A．75°B．90°C．105°D．120°【答案】C【解析】如图所示，根据折射定律＝n，则sin r＝＝＝，r＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°＝105°，C正确．3.有一作简谐运动的弹簧振子，周期为2s。
如果从弹簧振子向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t＝3.4s至t＝3.5s的过程中，摆球的A．速度向右在增大，加速度向右在减小B．速度向左在增大，加速度向左也在增大C．速度向左在减小，加速度向右在增大D．速度向右在减小，加速度向左也在减小【答案】C【解析】试题分析：在t＝3.4s至t＝3.5s的过程中，此振子正由向左运动到左边位移最大的位置，所以随向左位移的逐渐增加，速度向左在减小，根据，加速度向右在增大，选项C正确。
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 第十三章 7 光的颜色色散教材梳理教案 新人教版选修34
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.三、折射时的色散1.棱镜常用棱镜的横截面为三角形，有的棱镜的横截面为梯形，通常都简称为棱镜.2.棱镜的作用（1）可以改变光的传播方向；（2）可以使光发生色散.3.通过棱镜的光线如图13-4-3所示，光线射到三棱镜上后，光路向着底面偏折，这是由于光在两个侧面上都发生了折射的缘故，偏角θ的大小与棱镜材料及入射角的大小有关.联想发散 对一般棱镜而言，透过棱镜看物体，会看到物体的虚像，且虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移.误区警示 因为常见的情景是如图13-4-3所示的情况，司空见惯，就认为一定是这样的.其实不然，若组成棱镜的材料相比周围介质而言是光疏介质，则光路向顶角偏折，如图13-4-4所示.图13-4-3 图13-4-4 4.光折射的色散（1）概念：一束白光通过三棱镜后扩展成由红、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.（2）光折射的色散的成因: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.（3）规律：色散现象表明，棱镜材料对不同色光的折射率是不同的.紫光经棱镜后偏折程度最大，红光偏折程度最小，所以棱镜材料对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小.（4）由折射率的定义n=vc 可知，在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大. 各种不同颜色的光在真空中的传播速度是一样的，都等于3×108 m/s.但不同色光在同一种介质（如玻璃）中的传播速度却不同，波长越长，波速越快.联想发散 由于波速v=f λ，并且n=v c ，所以折射率n=21λλ,λ1表示在真空中的波长，λ2表示在介质中的波长.典题·热题知识点一 折射中的色散例1红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射向三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且出射光线交于三棱镜底边延长线上的三点，三点到三棱镜底边中点的距离分别为s 1、s 2、s 3，则（ ）A.s 1=s 2=s 3B.s 1＜s 2＜s 3C.s 1＞s 2＞s 3D.s 1＞s 3＞s 2解析：依据色散知识可知，光线经过三棱镜将偏向三棱镜的底边，延长后交于三棱镜底边上的一点，此点到底边的距离与光线偏折的角度有关，偏折的角度越大，交点到底边中点的距离越小.因此，红光出射光线与底边延长线的交点距底边中点的距离大于黄光的，黄光的又大于绿光的，因此D项对.答案：D巧解提示根据对不同色光的折射率不同，画出光路图，就很形象直观地解决这种问题. 例2用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中，当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是（）A.各色光都向顶角偏折B.各色光都向底面偏折C.红色光的偏折角比紫光的大D.红色光的偏折角比紫光的小解析：薄玻璃片的厚度可以忽略不计，这样这个水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小，这与放在空气中的玻璃三棱镜是不同的，同样根据折射定律，各色光都向顶角偏移，红光的偏折比紫光的仍然小，故A、D两项正确.答案：AD方法点拨在研究棱镜的色散现象时不可死记硬背有关结论，应根据实际情况，应用折射定律灵活解决.知识点二薄膜干涉例3如图13-4-5所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（）图13-4-5A.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.彩色条纹竖直排列解析：一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹，又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的. 答案：BC深化升华从右侧向左看到的是折射光，折射光的偏折角与介质厚度有关，光经过薄膜后的偏折角很小，大面积光束照射后，各单色光的折射光相互重叠，所以难以看到折射时的色散现象.例4如图13-4-6所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的水平情况，观察到如图所示的条纹P和Q的情况，这说明( )图13-4-6A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷解析：P处所在的条纹是同一条纹，若为直线，则说明该处同一水平线，线上各点对应的空气层厚度都相同，但实际上P处条纹向左弯曲，意味着后一级条纹（图中白色条纹）提前出现，可见P处对应的检测平板上的A点所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同，而后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大，可见A处向下凹陷，才能实现该处空气层厚度与下一级条纹对应的空气层厚度一样，C项对；同理B项对.答案：BC巧解提示在A处干涉条纹P向薄膜变薄的地方弯曲，说明该处空气层厚度变大，A处向下凹陷.在B处干涉条纹Q向薄膜变厚的地方弯曲，说明该处薄膜的厚度变小，B处向上凸起. 例5在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图13-4-7所示的干涉实验法.A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜.现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B 板的亮度发生周期性的变化.当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则（）图13-4-7A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ/4D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ/2解析：如图所示，A和B之间形成一个厚度均匀的空气膜，则光在空气膜的前表面即B下表面和后表面即A的上表面产生干涉，形成干涉条纹，当温度为t1时最亮，说明形成亮条纹，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，又一次形成亮条纹，由干涉的原理知，温度t1和t2时，光程差均为波长的整数倍，由材料A具有热膨胀特性所以温度t2比t1时高度增加，使光程差减小一个波长，则A的高度增加λ/2，D项正确.答案：Ｄ方法归纳在解关于波膜干涉的问题时，关键是找出是哪两列光发生干涉，然后利用出现明暗条纹的条件进行分析.问题·探究思维发散探究问题虹和霓是太阳光射入大气中的水珠经折射、反射和色散产生的光学现象.虹的外圈是红色的，内圈是紫色的；霓的外圈是紫色的，内圈是红色的.能否通过作图定性说明虹是太阳光在水珠中经过几次折射和几次反射形成的？霓是太阳光在水珠中经过几次折射和几次反射形成的？探究过程：初看上去好像没有思路，但仔细分析，题中还是给出了一些线索.如水珠应是一个小球，太阳光从空气射入球内要发生折射，从球内射向空气可能要发生全反射等等，这些信息构建了解题的基本思路，通过作光路图可进行求解.形成虹和霓的折射及反射过程如图13-4-8甲所示.虹的外圈是红色的，内圈是紫色的；霓的外圈是紫色的，内圈是红色的，如图13-4-8乙所示.图13-4-8探究结论:太阳光经过水珠的两次折射、一次内反射形成虹；经水珠的两次折射、两次内反射形成霓.。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第七节 光的颜色 色散》同步练习试卷10答案解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第七节光的颜色色散》同步练习试卷【10】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.如图所示是物体做受迫振动的共振曲线，其纵坐标表示物体()．A．在不同时刻的振幅B．在不同时刻的位移C．在不同驱动力下的振幅D．在不同驱动力下的位移【答案】C【解析】试题分析：单摆做阻尼振动，振幅越来越小，周期不变，振动过程中，机械能不守恒，物体的振动频率与受迫振动频率相等。
当固有频率与实际平率接近时振幅越大。
共振曲线表示的是振动物体的振幅随驱动力频率的变化而变化的关系，所以纵坐标应当表示振动物体在不同驱动力下的振幅．所以C正确考点：共振图像点评：看图要看坐标的物理意义。
2.单摆是为研究振动而抽象出来的理想化模型，其理想化条件是()．A．摆线质量不计B．摆线长度不伸缩C．摆球的直径比摆线长度小得多D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动【答案】ABC【解析】单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，摆线不伸缩，A、B、C选项均正确；但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在偏角很小(θ≤5°)的情况下才能视单摆的运动为简谐运动．故A、B、C正确．3.以下说法中正确的是 ( )A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C．光在介质中的速度大于光在真空中的速度D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场【答案】A【解析】光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一 ,A 正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片是为了滤去玻璃的反射光线，B错误；光在介质中的速度小于光在真空中的速度，C错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，D错误4.如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质（）A．折射角就越大，表示这种介质对光的偏折作用越大B．折射角就越大，表示这种介质对光的偏折作用越小C．折射角就越小，表示这种介质对光的偏折作用越大D．折射角就越小，表示这种介质对光的偏折作用越小【答案】C【解析】折射率大表示偏离原来方向较大，则入射角相同，则折射角就越小，表示这种介质对光的偏折作用越大故选:C5.空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平入射，如图所示。
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光的颜色色散
基础过关
1.等腰三棱镜的顶角是30°，光线垂直于棱镜的一个腰面射入棱镜，从另一面射出时，出射光线偏离原来光线30°角，则该棱镜的折射率为( ) A.3 B.2/3 C.2/3 D.3/2 解析：依题意作答图13-5，由题意可知：i=60°,r=30°,由折射定律得n=
330sin 60sin =︒
︒,A 正确。
答图13-5
答案：A
2.对棱镜色散的下列说法中，正确的是( )
A.棱镜对各单色光的折射率不同
B.红光比蓝光先通过棱镜
C.黄光比绿光偏转的角度小
D.在棱镜中，速度大的单色光偏折角也大
答案：ABC
3.汽车在行驶时常会滴下一些油滴，滴下的油滴在带水的路面上会形成一层薄油膜，并呈现出彩色，这是___________现象( )
A.光的色散
B.空气的折射
C.光的干涉
D.光的衍射
答案：AC
4.对薄膜干涉中的色散，下列说法中，正确的是( )
A.各色光的波长不同
B.不同颜色的条纹间距不同
C.薄膜厚度不均匀，不同波长的光从薄膜的内外表面反射后，在不同的位置相互加强，形成彩色条纹
D.以上说法均不正确
答案：ABC
5.如图13-4-4一个小的光源S 发出白光，经三棱镜分光。
若人沿着折射光线的反方向观察，通过棱镜可以看到( )
图13-4-4
A.白光点
B.光点上部红色，下部紫色
C.光点上部紫色，下部红色
D.看不到光源的像
解析：由于各种单色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，红光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C 正确。
答案：C
6.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.在同一介质中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
解析：色散现象表明，棱镜对红光的折射率最大，由v
c n 可知，红光在棱镜中的速度最大，C 正确。
答案：C
综合运用
7.市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。
这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( )
A.λ/8
B.λ/4
C.λ/2
D.λ 解析：关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a 是样本，b 是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a 、b 间的空气薄层，所以选C 。
答案：C
8.如图13-4-5所示，等腰棱镜的顶角为30°，光线MO 垂直于AC 边射向棱镜，入射光线MO 和折射光线ON 的反向延长线夹角为30°，则光在这种玻璃中传播的速度大小为___________m/s 。
图13-4-5
解析：要消除红外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的对奇数倍，即Δs=(2k+1)λ/2，其中Δs 为光在薄膜两个面上反射的路程差，即Δs=2d,Δs 的最小值为λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d 为λ/4，答案B 是正确的。
答案：B
9.用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中。
当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是( )
A.各色光都向顶角偏折
B.各色光都向底面偏折
C.红色光的偏折角比紫光的大
D.红色光的偏折角比紫光的小
解析：如答图13-6，过O 点作法线由题意可知，α=30°，故棱镜的折射率为
答图13-6
330sin 60sin sin sin =︒
︒==αβn 光在这种玻璃中的传播速度s m n c v /3
1038
⨯===1.732×108 m/s 。
答案：1.732×108
m/s
10.如图13-4-6所示，两束平行的红光和紫光，相距为d ，斜射到玻璃砖上。
当它们从玻璃砖的下面射出时( )
图13-4-6
A.两条出射光线仍平行，但距离大于d
B.两条出射光线仍平行，但距离小于d
C.两条出射光线仍平行，距离仍为d
D.两条出射光线将不再平行
解析：薄玻璃片的厚度可以忽略不计，这样这个水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小，这与放在空气中的玻璃三棱镜是不同的，同样根据折射定律，各色光都向顶角偏移，红光的偏折比紫光的仍然小，故AD 正确。
答案：AD
11.如图13-4-7所示，用单色光照射透明标准板M 来检查平面N 的上表面的平滑情况，观察到的现象如图所示的条纹中的P 和Q 的情况，这说明( )
图13-4-7
A.N的上表面A处向上凸起
B.N的上表面B处向上凸起
C.N的上表面A处向下凹陷
D.N的上表面B处向下凹陷
解析：如答图13-7所示由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行，两条出射光线也平行，由于紫光的折射率大于红光的折射率，∴β<α,导致d′<d，故B正确。
答图13-7
答案：B
12.以下关于光的干涉的叙述中，错误的是( )
A.在光屏上波峰与波峰相遇处出现亮纹，波谷与波谷相遇处出现暗纹
B.在光屏上距离两个狭缝的路程差是波长的整数倍处出现亮纹
C.在皂液干涉中，在火焰对侧看到亮暗相间的条纹
D.在皂液干涉中，若亮暗相间的条纹互相平行，则此皂液的厚度均匀
解析：利用光的薄膜干涉来检查平面的质量，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成的两列相干光束。
如果被检测的平面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上。
若是被测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不是直线，在凹处的干涉条纹将向楔形膜中薄的一侧弯曲。
这是因为凹处的两束反射光的光程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的光程差相同而形成同一级的条纹(光程差相同的干涉条纹为同一级，一般光程差大的干涉条纹级别高，光程差小级别低)，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹。
同理，若是被测平面某处凸起，则该处的干涉条纹将向楔形膜中厚的一侧弯曲。
答案：BC。