《光的颜色色散》PPT课件.ppt

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：,