高中物理第十三章光第7节光的颜色色散第8节激光学案新人教版选
2017-2018学年高中物理选修3-4教学案：第十三章第7、8节光的颜色色散激光含解析
第7、8节光的颜色__色散__激光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。
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。
12．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
如图13.71。
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.（3）折射时的色散图13。
7。
2如图13.72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。
（2)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇,发生干涉,形成复杂的干涉条纹。
这要求参考光和物光必须具有很高的相干性。
人教版选修3-4 第13章 第7-8节 光的颜色 色散 激光 课件(53张)
|例题展示| 【例 1】(2018·天津静海一中检测)如图所示，一束白光通过 玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( )
A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小 B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大 C．玻璃对红光的折射率比紫光大 D．玻璃中紫光的传播速度比红光大
[解析] 白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至 下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．由于紫光的折射率最大， 所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小，故 A 错误， B 正确；根据折射定律得知，玻璃对红光的折射率比紫光小，故 C 错误；由 v＝nc分析可知，折射率大的在玻璃中传播速度小，则 紫光的传播速度比红光小，故 D 错误．
(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 6 _路__程__差___不同，在某些位置 两列波叠加后相互加强，于是出现 7 _亮___条纹；在另一些位置， 两列波相遇后相互削弱，于是出现 8 __暗__条纹．
(3)薄膜色散的形成：用白光照射薄膜，白光中不同波长的光， 从薄膜的前后表面反射后，在不同的位置相互加强，薄膜呈现彩 色．
3．竖放肥皂液膜的干涉现象 (1)白光照射图样是彩色的 如图所示，竖直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、 下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前、后两个表面反射 的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条 纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的．
(2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度 相同，从前、后两表面反射的光的路程差均相同，如果此时两反 射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间 的干涉条纹应为水平方向的．
C．玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D．若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大，则折射光线 a 首先消失 E．分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距
【名师一号】2015年高中物理 第十三章 光 第七节 光的颜色 色散,第八节 激光课件 新人教版选修3-4
巩固练习1 市场上有种灯具俗称“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．这种灯能降低热效应的原因之一是灯 泡后面放置的反光镜玻璃表面镀有一层薄膜(例如氟化镁)．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表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度为( 1 A. λ 8 1 C. λ 2 1 B. λ 4 D．λ )
A．变疏 C．不变
B．变密 D．消失
【解析】
光线在空气薄膜的上下表面上反射，并发生干
涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，d1、d2处为两相 邻明条纹，如图所示，则两处光程差分别为Δx1＝2d1，Δx2＝ 2d2
因为Δx2－Δx1＝λ， 1 所以d2－d1＝ λ 2 d2－d1 设条纹间距为Δl，则由几何关系得 ＝tanθ， Δl λ 即Δl＝ .当抽去一张纸片θ减小时，Δl增大，故选A. 2tanθ
巩固练习2
(多选题)如图所示，一束红光和一束绿光以
适当的角度射向半圆形玻璃砖，其射出光线都是从圆心O点沿 OF方向射出，则下列说法正确的是( )
A．P光束为红光，Q光束为绿光 B．P光束为绿光，Q光束为红光 C．P光束在玻璃砖中传播时间长 D．Q光束在玻璃砖中传播时间长
解析 根据折射定律可知，光线OF在空气中的折射角相 同，由题意可知P、Q两束光是沿半径入射到圆心O.光线PO的 入射角小于光线QO的入射角．故光线P在玻璃砖的折射率较 c 大，则P光的频率较大，应为绿光，Q光线为红光，由n＝ v 可 知，绿光在玻璃中传播速度比红光的速度小，传播距离都为玻 璃砖的半径，所以绿光时间较长．选项B、C正确．
二、薄膜干涉及其应用 1．用干涉法检查平面平整度：如图①所示，两板之间形 成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光 滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹 下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图②中P条纹所 示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图②中Q所 示．(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左 到右的位置顺序上)
人教版高中物理选修3-4课件第十三章第七、八节光的颜色色散、激光
例1 一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置 的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘 色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是( )
一、光的颜色 色散 1．光的颜色与波长关系 不同颜色的光，__波__长__不同． 2．光的色散与光谱 (1)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，含有多种颜色的光通常称做复色光． (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，就是光谱．
要点二 薄膜干涉及应用 1．肥皂膜干涉现象 (1)白光的干涉图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力 的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同， 从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说, 不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此 看起来是彩色的． (2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度 相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果此时两反 射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗 相间的干涉条纹应为水平方向．
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 波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的_相__位__ 信息． (2)原理：全息照片的拍摄利用了光的_干__涉__原理，使参考光 和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹． 这要求参考光和物光必须具有很高的_相__干___性． (3)观察全息照片时要用_激__光__照射照片，从另一侧面观察.
人教版高中物理选修34课件：第十三章 7 光的颜色 色散 8 激光
答案:发生薄膜干涉时,从薄膜的两个面反射回来的反射光形成
相干光源,其路程差为薄膜厚度的二倍,当路程差是光在薄膜中波长
整数倍时,该处应出现亮条纹,换用白光,因各种色光的波长不等,所
以出现明、暗条纹的位置不同,得到的就是彩色条纹。
典题例解
【例 2】 (多选)如图甲所示,用单色光照射透明标准板 M 来检
思路分析:由光线通过三棱镜时的偏折情况可分析色光的折射
率(折射率越大偏向角越大),再由光的颜色与折射率的关系可判断
光的颜色,同时由光在介质中的速度公式 v=可判断介质中的光速
大小。
解析:由题图可以看出,a 侧光偏向角较大,三棱镜对 a 侧光的折
射率较大,所以 a 侧是紫色光,波长较短,b 侧是红色光,波长较长,因此
一种介质对不同色光的折射率不同而引起的。
(2)光的色散现象能表明的问题:
①同一介质对不同色光的折射率不同,频率越高折射率越大,七
种色光中红光的折射率最小,紫光的折射率最大;
②由 n= 可知,同一介质中各种色光的光速不同,红光的折射率
最小,光速最大;而紫光的折射率最大,光速最小;
③光由一种介质进入另一种介质时,光的颜色不变,光速改变
彩光谱,雨后常见。形状弯曲,色彩艳丽。彩虹是因为阳光射到空中
接近圆形的小水滴,造成光的色散及反射而成的。
五、激光
1.激光的特点和应用
(1)相干性与应用:
①相干性:只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是
相干光,激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性。
②应用:用来传播信息。
光纤通信就是激光和光导纤维相结合的
•2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
13.7光的颜色 色散和8激光学案-高二物理人教版选修3-4
7光的颜色色散8激光【学习目标】1.知道白光是由多种色光组成的，知道光的色散及光谱的概念.2.理解折射时的色散，知道不同色光的折射率不同.3.了解激光的特点和应用，了解全息照相的原理.4.能说明薄膜干涉条纹的特点，能解释薄膜干涉的成因．【课前学习】一、光的颜色色散1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长．2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为的现象．3．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．二、色散1．薄膜干涉中的色散薄膜干涉的原理：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，两列波叠加后相互削弱，于是出现暗条纹．2．衍射中的色散用白光进行衍射实验时，得到的是条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的位置不同．3．折射中的色散一束白光经过棱镜被折射后，在屏上的光斑是彩色的，是因为透明物质对于波长不同的光的折射率n不一样，λ越小，n越，波速v越(填“快”或“慢”)．【例题与变式】例1(多选)如图1所示，把一个上表面是平面、下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方垂直射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹，则()图1A．圆环状条纹是光在凸透镜上下两个玻璃表面的反射光的干涉造成的B．圆环状条纹是平面玻璃和凸透镜之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的C．如果将凸透镜的凸面曲率半径增大而其他条件保持不变，则圆环状条纹的亮条纹间距变大D．如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则圆环状条纹的亮条纹间距变小例2用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为()【规律总结】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，前、后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍，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，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹．3．薄膜干涉是经薄膜前、后面反射的两束光叠加的结果出现亮条纹的位置，两束光的路程差Δr＝kλ(k＝0,1,2，3…)，出现暗条纹的位置，两束光的路程差Δr＝2k＋12λ(k＝0,1,2,3…)．4．薄膜干涉的应用(1)检查平面平整度的原理光线经空气薄膜的上、下两面的反射，得到两束相干光，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉条纹是等间距的．如果被检测平面某处凹下，则对应条纹提前出现，如果被检测平面某处凸起，则对应条纹延后出现．(2)增透膜的原理在增透膜的前、后表面反射的两列光波形成相干波，当路程差为半波长的奇数倍时，两光波相互削弱，反射光的能量几乎等于零．【方法总结】1．由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的，所以观察时眼睛与光源应在薄膜的同一侧．2．在光的薄膜干涉中，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亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉，每一条纹都是水平的．3．用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹．例3如图2所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是()图2A．a侧是红色光，b侧是紫色光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度【规律总结】1．衍射时的色散白光的衍射条纹是彩色的，是因为白光中包含了各种颜色的光，且各种颜色的光的波长不同，致使不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了．2．折射时的色散如图3所示，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：图3(1)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，白光色散时，红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大，说明玻璃对不同色光的折射率是不同的．(2)根据n＝cv可知：在同种介质中折射率大的速度小，各种色光在同种介质中的速度从小到大排序依次为v紫＜v蓝＜…＜v橙＜v红，即红光的速度最大，紫光的速度最小．【方法总结】1．同一介质对不同的色光有不同的折射率，介质对频率大、波长短的光折射率大，按折射率从小到大依次排列为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫．2．在同一介质中，不同色光的传播速度不同，红光的折射率小，传播速度大；紫光的折射率大，传播速度小．例4关于激光的应用问题，下列说法中正确的是()A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C．医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点1．(光的颜色)光的颜色取决于()A．波长B．频率C．传播速度D．折射率2．(薄膜干涉)(多选)(2019·沈阳市郊联体高二下学期期中)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图4所示，这时可以看到明暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是()图4A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧3．(折射中的色散)如图5所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是()图5A．红光B．黄光C．绿光D．紫光4．(激光的应用)(多选)激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空．激光火箭利用了激光的()A．单色性好B．平行度好C．高能量D．相干性好考点一薄膜干涉中的色散1．通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，瀑布在阳光下呈现的彩虹以及太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这些现象分别属于()A．光的衍射、色散和干涉现象B．光的干涉、衍射和色散现象C．光的干涉、色散和衍射现象D．光的衍射、干涉和色散现象2．(多选)如图1所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是()图1A．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3．劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图2甲所示，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乙所示，干涉条纹有如下特点：①任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，若抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将如何变化()图2A．变疏B．变密C．不变D．消失4．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表示此红外线在薄膜中的波长，用λ0表示此红外线在真空中的波长，则灯泡所镀薄膜的厚度最小应为()A.14λ0 B.14λ C.12λ D.12λ0考点二折射中的色散5．(多选)白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()A．白光是由不同频率的光组成的B．棱镜材料对各种色光的折射率不同C．棱镜对红光的折射率大，对紫光的折射率小D．出现色散现象是棱镜改变了光的颜色6．如图3，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃三棱镜对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()图3A．λa＜λb，n a＞n bB．λa＞λb，n a＜n bC．λa＜λb，n a＜n bD．λa＞λb，n a＞n b7．(多选)(2019·蚌埠市高二检测)如图4，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，则下列说法正确的是()图4A．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．光在ab面上不可能发生全反射考点三激光及应用8．(多选)将激光束的宽度聚集到纳米级(10－9 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的()A．单色性好B．平行度好C．粒子性D．亮度高9．(多选)以下说法中正确的是()A．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性B．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物D．普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息B组拔高题10．一个半径较大的透明玻璃球体，截取其下面的一部分，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5所示，在反射光中看到的是()图5A．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11．(多选)如图6所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是()图6A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽12．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图7所示．M、N、P、Q点的颜色分别为()图7A．紫、红、红、紫B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红D．紫、红、紫、红13．为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁．为了使波长为5.52×10－7m的绿光在垂直表面入射时的反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的最小厚度．14.半径为R的固定半圆柱形玻璃砖的横截面如图8所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含折射率从n1＝2到n2＝3的光束，因而光屏上出现了彩色光带．图8(1)求彩色光带的宽度；(2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少时会出现这种现象．。
高中物理 第十三章 光 第7节 光的颜色 色散 第8节 激光 新人教版选修3-4
• (2)平行度非常好
• 与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散 线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利 以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确 。
• (3)激光的亮度非常高
• 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大 果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部 一秒的时间内产生几千万度的高温。
2．光的色散的定义 含有多种颜色的光被分散为_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
色散
• 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
的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的____频__率___ 及振动方向。
• D．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光和绿光
• 解题指导：根据光的折射和全反射临界角分析判断。
• 解析：各种色光均以相同的入射角射向某种介质时， 不同色光的折射率不同，则折射角就不同。介质对它 大，在AB界面上折射时的折射角越小，而在AC界面上 角越大，当入射角减小时，折射光在AC面上的入射角 射角减为零时，所有光线到AC面上时入射角均为θ＝ 上表可知：紫、蓝、绿、黄四色光均在AC面发生全反 最先消失，故选项A正确。
遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹。这要求参考光和物光必 相__干_______性。 • 3．观察方向 • 观察全息照片时要用____激__光___照射照片，从另一侧面观察。
• 『判一判』
• (1)光的颜色是由光的波长决定×的。( )
• (2)色散现象表明，白光是复色√ 光。( ) • (3)单色光通过棱镜后也能发生色×散。( )
• 3．折射时的色散 • 白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、____橙__、_
第十三章 第7、8节 光的颜色 色散 激光
图13－7－1
图13－7－2
返回
①一束白光通过三棱镜后形成如图13－7－2的光谱，由 上到下的色光顺序为：红、橙、 黄、 绿 、 蓝 、靛、紫。
它说明白光是由这七种色光组成的复色光。
②结论：白光色散时， 的偏向角最小， 红光 紫光 的偏向角最大。这说明同种物质对波长不同的光的折射率不一样，
波长 越短 ③不同色光在同种介质中有以下关系：f越大，λ越小， ，v越小，θ越 大 ，θ越小。 ；f越小，λ越 大 ，n越小，v ，折射率越大。
答案：B
返回
5．关于激光的应用问题，下列说法中正确的是
(
)
A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号 进行调制，使其在光导纤维中传递信息的 B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用 了激光有相干性的特点 C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光 亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是
此ppt下载后可自行编辑
高中物理课件
新知预 习·巧设计
第 十 三 章 第 7、 8 节 要点一 要点二 要点三 随堂检 测 归纳小 课下作 结 业 综合提 升
返回
名师课 堂·一点通
创新演 练·大冲关
返回
返回
1．知道白光是由多种色光组成的。 2．能说明薄膜干涉条纹的特点，能解
释薄膜干涉的成因。
返回
[关键一点]
观察薄膜干涉现象时，必须在有光照的一侧。
3．衍射时的色散
用白光进行衍射实验时，得到的是 彩色
是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的
条纹，这
位置
不同造成的。
返回
4．折射时的色散 (1)偏向角：光通过棱镜后向它的横截面 的 底边 方向偏折，如图13－7－1所示中的θ
高中物理人教版选修3-4第13章第7节教案设计《光的颜色色散》教案设计
光的色色散【教课目】（一）知与技术1．知道不一样色的光，波不一样。
2．知道什么是色散，认识什么是光。
3．通初步薄膜干预象，认识其用。
4．知道光通棱的光路，折射的色散象。
5．知道不一样色光在同一介中播速度不一样；知道同一介光的折射率最小，紫光的折射率最大。
（二）程与方法不一样物理程中光的色散象的研究程，认识色散在生活中的用。
（三）感情、度与价通自然界中的光象——虹霓的教课及色散象的教课激学生大自然的以及自然之的求知欲念。
【教课要点】1．薄膜干预的成因，干预的色散。
2．棱光的作用，折射的色散。
【教课点】薄膜干预的成因，干预的色散。
【教课方法】复提，理剖析，研究，多媒体助教课【教课器具】多媒体及投影装置，酒精灯一，金属圈一个，大杯一个，适当肥皂液（或洗衣粉液），少许食，牛，凸透，三棱若干。
【教课程】（一）引入新：在双干预象中，明暗条出的地点有何律？生：当屏上某点到两个狭的行程差=2 n·，n=0、1、2⋯，出明；当=2（2n+1），n=0、1、2⋯，出暗。
2师：干预条纹的间距与光的波长之间有何定量关系？生：x= l ·λd师：上节课我们利用上式丈量了光的波长，并察看了各样色光的干预图样。
这节课我们就来学习有关光的颜色和色散的知识。
（二）进行新课1．光的颜色色散师：上节课我们察看了各样色光的干预图样，用红光做实验，条纹间距最大，用紫光做实验，条纹间距最小，光的颜色不一样，条纹间距不一样，又因为干预条纹的间距与光的波长成正比，我们能够得出什么结论？生：不一样颜色的光，波长不一样。
师：大家还记得我们在用白光照耀双缝时获得的干预图样是如何的？生：彩色的条则。
师：（投影白光的双缝干预条纹）如何解说这类现象呢？（学生踊跃议论，氛围热情，从议论中基本能掌握了原由）生：不一样色光波长不一样，条纹宽度不一样，红光条纹最宽；紫光条纹最窄，因此出现上边现象。
师：解说得好。
白光干预图样也说理解光是由多种色光构成的，在发生干预时白光被分解了。
2020-2021学年高二人教版物理选修3-4学案：第十三章 7 光的颜色 色散 8 激光
7光的颜色色散8激光一、光的颜色与色散1．双缝干涉实验中，条纹之间的距离与光波的波长成正比，用白光做实验时，得到彩色条纹，说明不同颜色的光，波长不同．2．光的色散与光谱(1)光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列．二、薄膜干涉中的色散竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用，下面厚，上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光，频率相同，但路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现暗条纹．小朋友吹出的肥皂泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都会看到彩色的条纹，你知道这些彩色条纹是如何形成的吗？提示：由薄膜干涉造成的．白光照射在肥皂泡膜、油膜表面，被薄膜前、后表面反射的两列反射波叠加，形成干涉条纹．由于白光中的各色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，薄膜上就会出现彩色条纹．三、衍射时的色散用白光进行衍射实验时，得到的是彩色条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的位置不同造成的．四、折射时的色散如图说明通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，这说明：(1)透明物质对真空中波长λ不同的光的偏折程度不同，折射率n也不一样，λ越小，n越大．(2)又根据n＝cv，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，波速越小．当大雨荡涤了空中的尘埃，阳光重新普照大地，美丽的彩虹会出现于海上，或者出现于沙漠，偶尔还会出现于闹市，有时也会出现于流水激起的水雾中．飞流直下的瀑布撞击岩石、水面，形成水雾，在阳光照射下，彩虹若隐若现，给大自然增添了无比的俏丽与神奇，你知道彩虹是如何形成的吗？提示：彩虹，又称天虹，简称虹，是气象中的一种光学现象．当太阳光照射到空气中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，雨后常见．形状弯曲，色彩艳丽．彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成光的色散及反射而成的．阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内也是以不同的角度反射，其中以40～42度的反射最为强烈，形成我们所见到的彩虹．其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象．彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现．这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗．而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到．虹的出现与当时天气变化相联系，一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测将出现晴天或雨天．东方出现虹时，本地是不太可能下雨的，而西方出现虹时，本地下雨的可能性却很大．五、激光1．激光的特点和应用(1)相干性与应用①相干性：只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光，激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性．②应用：用来传播信息．光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物，电磁波的频率越高，它所携带的信息量越大，所以激光可以比无线电波携带更多的信息．(2)平行度及应用①平行度：激光的平行度非常好，所以它在传播很远的距离后仍能保持一定的强度．②应用：进行精确的测距．多用途的激光雷达不仅可以测量距离，而且能根据多普勒效应测出目标的运动速度．(3)亮度及应用①亮度高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．②可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤．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能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息．(2)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹．这要求参考光和物光必须具有很高的相干性．(3)观察全息照片时要用激光照射照片，从另一侧面观察．1960年5月15日，在休斯公司的一个研究室里，年轻的美国物理学家梅曼正在进行一项重要的实验．他的实验装置里有一根人造红宝石棒，突然，一束深红色的亮光从装置中射出——从此一项伟大的发明诞生了，它比太阳表面还要亮4倍！这就是激光．在日常生活中，我们可以随时感受到激光的存在．如在超级市场里，你会看到用激光在商品的条形码上扫描，结算账目(如图所示)，你能再举几个生活中应用激光的例子吗？提示：如：用CD或VCD播放影片，电视或网络信息的传输光缆，激光测距等．考点一光的颜色色散1．光的颜色光的颜色由光的频率决定，由λ＝cf可知不同颜色的光波长不同．【实例精讲】双缝干涉实验中，各种颜色的光的条纹间距不一样，说明不同颜色的光波长不同．2．白光的组成白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成．【实例精讲】白光干涉、衍射时，条纹是彩色的，说明白光是复色光．3．光的色散含有多种颜色的光被分散为单色光的现象叫光的色散．4．光谱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．考点二色散的几种情况1．双缝干涉时的色散(1)用不同的单色光作双缝干涉实验，得到的条纹之间的距离不一样，但都是明暗相间的单色条纹．由Δx＝ldλ知，不同颜色的光，波长不同．红光波长最长，Δx最大；紫光波长最短，Δx最小．(2)用白光作双缝干涉实验得到的是彩色条纹，发生了色散．可把白光通过双缝想象成由七种颜色的光同时通过双缝发生干涉，由于条纹间距不一样，就形成了彩色条纹．2．单缝衍射时的色散(1)用不同的单色光作单缝衍射的实验，得到的条纹宽度不一样，红光的条纹最宽，紫光的条纹最窄．(2)用白光作单缝衍射实验得到的是彩色条纹，发生了色散．3．薄膜干涉时的色散(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)竖直肥皂膜干涉条纹特点及成因①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．单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹．②白光干涉图样是彩色的：由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的．③条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，从前后两表面反射的光的路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向．4．折射中的色散(1)棱镜①定义：光学研究中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光学作用：光通过棱镜后向它的横截面的底边方向偏折，如右图中所示的θ为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越大．棱镜对光的传播方向的改变遵循光的折射定律．(2)光折射时的色散一束白光通过三棱镜后扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光组成的光带，这种现象称为折射时的色散．从右图中可以看出，红光(波长较长)通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光要小，而紫光(波长较短)偏折的程度比其他颜色的光要大．【说明】①光谱的产生表明，白光是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．②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．③由折射率的定义n＝cv可知，在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大．【例1】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示．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乙所示．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，现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将如何变化？【导思】 1.劈尖干涉条纹是哪两个面的反射光产生的？2．干涉条纹的疏密与什么因素有关？【解析】光线在空气膜的上下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为θ，d1、d2处为两相邻明条纹，如图所示，则两处光的路程差分别为δ1＝2d1，δ2＝2d2，因为δ2－δ1＝λ，所以d2－d1＝12λ.设条纹间距为Δl，则由几何关系得d2－d1Δl＝tanθ，即Δl＝λ2tanθ.当抽去一张纸片时θ减小，Δl增大，即条纹变疏．【答案】条纹变疏【点拨】干涉现象中路程差为波长整数倍时出现亮条纹，对于劈尖干涉两玻璃间的空气层很薄，出现亮条纹对应的路程差应为λ，暗条纹对应的路程差应为λ2.干涉条纹是由空气层上下两表面的反射光叠加而产生的．(多选)如图所示是在一次对精密加工面采用光学手段检查所得到的光的干涉图样，下列说法正确的是(BC)A．干涉条纹是a的上表面和b的下表面的反射光波叠加而成的B．干涉条纹是a的下表面和b的上表面的反射光波叠加而成的C．d处加工面上凸D．d处加工面下凹解析：d处相当于条纹间距变大，空气层的厚度变薄，即d处加工面凸起．【例2】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【导思】 1.题目中给出的中空三棱镜与在空气中放置的玻璃三棱镜有什么不同？2．水对红光和紫光的折射率相同吗？对谁的折射率大？折射率大折射角一定小吗？【解析】由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如右图所示，所以从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，选项B正确．此类问题要抓住折射的实质，不能与空气中的玻璃三棱镜相混，出现偏向底边的错误．【答案】 B发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面处，如图所示．现考虑光源ab发出的靠近图中虚线的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示紫光成的像的长度，则(D)A．l1<l2<l0B．l1>l2>l0C．l2>l1>l0D．l2<l1<l0解析：光源发出的光从水中进入空气而偏折，折射角大于入射角，所以l1<l0，l2<l0；又因介质对紫光折射率大，紫光偏折更明显，紫光成的像最小，所以l2<l1，故D对．考点三激光的产生和特点1．激光的产生激光是人类在实验室里激发出的在自然界中没有的光．激光是一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光．2．激光的特点(1)激光是人工产生的相干光激光的频率单一，相干性非常好，激光可以像无线电波那样进行调制，用来传递信息，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物．(2)激光束的平行度和方向性非常好激光的光束高度平行，这样，激光的能量就不容易发散，激光在传播很远距离后仍能保持一定的强度．(3)激光的强度大，亮度高激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，可使被照射物体在不到千分之一秒的时间内产生几千万度的高温．(4)激光单色性很好激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．【例3】(多选)对激光的认识，下列说法中正确的是()A．普通光源发出的光都是激光B．激光是自然界普遍存在的一种光C．激光是一种人工产生的相干光D．激光已经深入到我们生活的各个方面【导思】 1.激光与自然光有什么区别？2．激光是怎么产生的？【解析】要知道激光的产生、特点及应用．【答案】CD(多选)关于激光与自然光，下列说法中正确的是(AC)A．激光只含一种频率的光，而自然光含有各种频率的光，所以激光的相干性好B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的C．激光和自然光都具有相同的电磁本质，它们都是电磁波D．激光与自然光没有区别考点四激光的应用1．激光的应用举例与对应的特性特点性质应用相干性激光具有频率单一、相位差恒定的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性光纤通信，全息照相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亮度高它可以在很小的范围和很短的时间内集中很大的能量切割金属，医用激光，激发核反应，激光育种，激光武器等右图是拍摄全息照片的基本光路．同一束激光被分为两部分，一部分直接照射到底片上(称为参考光)，另一部分通过被拍摄物反射后再到达底片(称为物光)．参考光和物光在底片上相遇时会发生干涉，形成复杂的干涉条纹．底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱．【例4】在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性()A．亮度高B．平行性好C．单色性好D．波动性好【导思】 1.光发生干涉的条件是什么？2．激光的什么特性与干涉条件相符合？【解析】 频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光．故本题的正确选项是C.【答案】 C(多选)下列说法中正确的是( BCD )A ．如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些B ．激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息C ．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D ．从本质上说激光是一种横波解析：如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略小些；激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息；激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪；激光是一种横波，故B 、C 、D 正确．1．红光和紫光相比( B )A ．在真空中传播时，紫光的速度比较大B ．在玻璃中传播时，红光的速度比较大C ．玻璃对红光的折射率较紫光大D ．在玻璃中传播时，紫光的速度比较大解析：因为各种色光在真空中的传播速度都为3×108 m/s ，所以A 错误．因为玻璃对红光的折射率较玻璃对紫光的折射率小，根据n ＝cv 得红光在玻璃中的传播速度比紫光大，所以B 正确，C 、D 错误．2．(多选)纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA 分子进行超微型基因修复，把尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除．这是利用激光的( BC )A ．单色性B ．方向性好C ．高能量D ．粒子性解析：激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上用“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或进行其他外科手术．3．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使在被照物品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了一层薄膜(例如氟化镁)，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表示红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( B )A.18λB.14λC.12λ D ．λ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，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的1 4.4．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？答案：1.23×10－7 m解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2.紫外线在真空中的波长是λ＝c/f＝3.7×10－7 m，在膜中的波长是λ′＝λ/n＝2.47×10－7 m，因此膜的厚度至少是1.23×10－7 m.5．利用激光遇到物体发生反射，可以测定物体的有关参量．如图甲所示，B是固定的集激光发射和接收于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车．现使B对准正在行驶的小车C，每隔一个固定时间T0发射一激光脉冲，如图乙中幅度大的波形所示；而B接收到的由小车C反射回来的脉冲，如图乙中幅度小的波形所示．发射和接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示，T0、T、ΔT均已知，设光在空气中的传播速度为c.请根据以上所给信息：(1)判断小车的运动方向(“向左”或“向右”)；(2)计算小车速度的大小．答案：(1)小车向右运动(2)cΔT2T0＋ΔT解析：(1)由于激光发射装置B每隔一个固定时间T0发射一激光脉冲，若小车不动，从发射激光脉冲到接收到返回的激光脉冲的时间间隔应该是恒定的，而从题图乙的波形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，因此可以判断小车C的运动方向与激光发射的方向相同，即小车向右运动．(2)画出运动示意图如图所示．s＝OD－OA＝c(t2－t1)t2－t1＝T＋ΔT2－T2小车从A运动到D所用的时间为t′＝T0－T2＋T＋ΔT2＝T0＋ΔT2s＝v·t′解得v＝cΔT 2T0＋ΔT莘莘学子，最重要的就是不要去看远方模糊的，而要做手边清楚的事。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13.7 光的颜色色散
13.8 激光
光的颜色和色散
[先填空]
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．
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．
(3)折射时的色散
如图1371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．
图1371
[再判断]
1．色散现象表明白光是复色光．(√)
2．单色光通过棱镜后也能发生色散．(×)
3．某单色光在不同介质中传播时光的频率、波长均不同．(×)
[后思考]
1．棱镜对不同单色光的折射率相同吗？对哪种单色光的折射率最大？
【提示】不相同，对紫光的折射率最大．
2．白光发生干涉时，出现彩色条纹的原因是什么？
【提示】不同单色光的干涉条纹间距不同．
[核心点击]
1．光的颜色
在双缝干涉实验中，不同色光发生干涉，条纹之间的距离不同，因为条纹之间的距离与光波的波长成正比，由此我们能够判定：同种介质中不同颜色的光波长不同．由
f＝c
λ
可知，不同颜色的光频率不同．
2．薄膜干涉的成因
如图1372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1372
3．薄膜干涉中应注意的三个问题
(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，因此，用白光做这个实验看到的将是彩色条纹；而在单色光照射下，则会出现明、暗相间的条纹． (3)每一条纹呈现水平分布，各条纹按竖直方向排列． 4．薄膜干涉在技术上的应用 (1)用干涉法检查平面
如图1373所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，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．如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果某处凹下，则对应明条纹(或暗条纹)提前出现，如图1374(a)所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图(b)所示(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的顺序位置上)．
图1373
图1374 (2)增透膜的应用
在光学仪器中，为了减少光在光学元件(透镜、棱镜)表面的反射损失，可用薄膜干涉相消来减少反射光，如照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了一层介质薄膜(氟化镁)，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1
4
，这样反射回来的两列光波经过的路程差恰好等于半个波长，它们叠加后相互抵
消，从而减少了光学元件表面反射造成的光能损失，增强了透射光的能量，故称为增透膜．
1．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是什么？
【解析】用白光做双缝干涉实验时，除中央白色条纹外，两侧出现彩色条纹，是因为条纹的间距与波长有关，各种色光的波长不同，条纹间距不同，除中央条纹外的各色条纹不能完全重合，出现彩色．
【答案】见解析
2．竖直的肥皂膜在单色光的照射下，表面会形成明暗相间的条纹，下列说法中正确的是( )
A．干涉条纹基本上是竖直的
B．干涉条纹基本上是水平的
C．干涉条纹的产生是由于光在肥皂膜前后表面上反射的两列波叠加的结果
D．干涉条纹是彩色的
E．若改用白光照射则干涉条纹是彩色的
【答案】BCE
3.如图1375所示，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1375
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．看到的光点比实际光源的位置高
E．看到的光点是光源的虚像
【答案】CDE
1．光谱的产生表明，白光是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．
2．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．
3．由折射率的定义n ＝c
v 可知，在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大．
激光 [先填空]
1．激光的特点及应用
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．
(2)原理：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理． [再判断]
1．激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点．(√) 2．激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好．(×) 3．全息照相技术只能记录光波的强弱信息．(×)
[后思考]
利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的性质？
【提示】应用了“平行度”非常好的性质．
[核心点击]
1．激光的相干性好
所谓相干性好，是指容易产生干涉现象．普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件．所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹．利用相干光易于调制的特点，传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量，而光纤通信就必须借助激光技术才能发展．
2．激光的平行度非常好
与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距．现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m.
3．激光的亮度非常高
它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温．不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛．
4．激光单色性很好
激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的．
4．关于激光的应用，下列说法中正确的是( )
A．光纤通信是应用激光相干好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递
B．计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的
C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点E．激光打孔是应用了激光相干性好的特点
【答案】ABC
5．准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是( )
A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体
B．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
E．激光治疗近视眼手术是利用激光的相干性好
【答案】ABD
6．激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹，含有被拍摄物体反射的光的所有信息，实现了照片的立体性．若照相时，被摄物体被挡住一部分，通过调整视线仍可看见被挡部分．照片被切开成两半，从一半上仍可看到物体的全像，照片就像一个观察物体的窗口．激光全息照相利用了激光________的性质．
【答案】相干性好
激光的特点及其应用。