高中物理 第13章 第七節(jié)光的顏色 色散課件 新人教版選修34

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1、第七節(jié)光的顏色色散第七節(jié)光的顏色色散課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位課標(biāo)定位知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第七節(jié)第七節(jié)光的顏色光的顏色色散色散課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道白光是由多種色光組成的，知道白光是由多種色光組成的，了解各色光特性的差別了解各色光特性的差別2知道薄膜干涉條紋特點(diǎn)，能解釋薄膜干涉知道薄膜干涉條紋特點(diǎn)，能解釋薄膜干涉的成因，知道其在生產(chǎn)中的應(yīng)用的成因，知道其在生產(chǎn)中的應(yīng)用3理解折射中的色散，知道棱鏡對(duì)光的偏折理解折射中的色散，知道棱鏡對(duì)光的偏折作用作用重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.棱鏡的光學(xué)作用棱鏡的光學(xué)作用2薄膜干涉的應(yīng)用

2、薄膜干涉的應(yīng)用課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案不一樣不一樣小小波長(zhǎng)波長(zhǎng)波長(zhǎng)不同波長(zhǎng)不同2光的色散與光譜光的色散與光譜(1)光的色散：白光的雙縫干涉條紋是光的色散：白光的雙縫干涉條紋是_的，的，可見(jiàn)白光是由多種色光組成的，發(fā)生干涉時(shí)由于可見(jiàn)白光是由多種色光組成的，發(fā)生干涉時(shí)由于不同顏色的光的干涉條紋間距不同，白光被分解不同顏色的光的干涉條紋間距不同，白光被分解了，像這樣含有多種顏色的光被分解為了，像這樣含有多種顏色的光被分解為_(kāi)的現(xiàn)象，叫做光的色散，含有多種顏色的光通常的現(xiàn)象，叫做光的色散，含有多種顏色的光通常稱(chēng)做復(fù)色光稱(chēng)做復(fù)色光(2)光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光譜：含有多種顏色的光被分解后

3、，各種色光按其光按其_的有序排列，就是光譜的有序排列，就是光譜彩色彩色單色光單色光波長(zhǎng)波長(zhǎng)二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散1薄膜干涉中相干光的獲得薄膜干涉中相干光的獲得在用黃光做薄膜干涉的實(shí)驗(yàn)中，燈焰的像是液在用黃光做薄膜干涉的實(shí)驗(yàn)中，燈焰的像是液膜前后兩個(gè)面膜前后兩個(gè)面_的光形成的，這兩列光的光形成的，這兩列光波也是一個(gè)光源分解而成的，所以它們具有相波也是一個(gè)光源分解而成的，所以它們具有相同的同的_、恒定的相位差，它們是、恒定的相位差，它們是_光源光源反射反射頻率頻率相干相干2薄膜干涉的原理薄膜干涉的原理豎直放置的肥皂液膜由于受豎直放置的肥皂液膜由于受_作用，下作用，下面厚、上面薄，

4、因此在膜上不同的位置，來(lái)自面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，來(lái)自前后兩個(gè)面的前后兩個(gè)面的_光所走的光所走的_不不同在某些位置，這兩列波疊加后相互加強(qiáng)，同在某些位置，這兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)了于是出現(xiàn)了_；在另一些位置，疊加后；在另一些位置，疊加后相互削弱，出現(xiàn)了相互削弱，出現(xiàn)了_，因此薄膜上出，因此薄膜上出現(xiàn)了現(xiàn)了_的燭焰的像的燭焰的像重力重力反射反射路程差路程差亮條紋亮條紋暗條紋暗條紋明暗相間明暗相間三、衍射時(shí)的色散三、衍射時(shí)的色散用白光進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的是用白光進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的是_條條紋，這是由于白光中包含各種顏色的光，不同紋，這是由于白光中包含各種顏色的光，不同色光亮

5、條紋的色光亮條紋的_不同造成的不同造成的彩色彩色位置位置四、折射時(shí)的色散四、折射時(shí)的色散1.偏向角：光通過(guò)棱鏡后向它的橫截面的偏向角：光通過(guò)棱鏡后向它的橫截面的_方向偏折，如圖方向偏折，如圖1371所示，其中的所示，其中的為光的偏向角，光的偏向角越大，棱鏡對(duì)光的為光的偏向角，光的偏向角越大，棱鏡對(duì)光的偏折程度越偏折程度越_底邊底邊大大圖圖13712白光通過(guò)棱鏡時(shí)的色散白光通過(guò)棱鏡時(shí)的色散(1)一束白光通過(guò)三棱鏡后形成如圖一束白光通過(guò)三棱鏡后形成如圖1372所示的光譜，由上到下的色光順序?yàn)椋杭t、橙、所示的光譜，由上到下的色光順序?yàn)椋杭t、橙、_、_、_、靛、紫說(shuō)明白光是由這、靛、紫說(shuō)明白光是由這七

6、種色光組成的復(fù)色光七種色光組成的復(fù)色光黃黃綠綠藍(lán)藍(lán)圖圖1372(2)結(jié)論：白光色散時(shí)，結(jié)論：白光色散時(shí)，_的偏向角最小，的偏向角最小，_偏向角最大這說(shuō)明同種物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)不偏向角最大這說(shuō)明同種物質(zhì)對(duì)波長(zhǎng)不同的光的折射率不一樣，波長(zhǎng)同的光的折射率不一樣，波長(zhǎng)_，折射，折射率越大率越大(3)在同一種物質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播在同一種物質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度速度_，波長(zhǎng)越短，波速越慢，波長(zhǎng)越短，波速越慢紅光紅光紫光紫光越小越小不一樣不一樣核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、對(duì)光的顏色、色散的理解一、對(duì)光的顏色、色散的理解1白光的雙縫干涉白光的雙縫干涉(1)現(xiàn)象：中央是白條紋，兩邊是對(duì)稱(chēng)分布的彩色現(xiàn)象：

7、中央是白條紋，兩邊是對(duì)稱(chēng)分布的彩色條紋條紋(2)結(jié)論：白光是多種單色光組成的復(fù)色光結(jié)論：白光是多種單色光組成的復(fù)色光2光的顏色：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，不同色光發(fā)生光的顏色：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，不同色光發(fā)生干涉，條紋之間的距離不同，條紋之間的距離與干涉，條紋之間的距離不同，條紋之間的距離與光波的波長(zhǎng)成正比，由此我們能夠斷定，不同顏光波的波長(zhǎng)成正比，由此我們能夠斷定，不同顏色的光，波長(zhǎng)不同色的光，波長(zhǎng)不同即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1白光通過(guò)三棱鏡發(fā)生色散，這說(shuō)明白光通過(guò)三棱鏡發(fā)生色散，這說(shuō)明()A不同顏色的光在真空中的光速不同不同顏色的光在真空中的光速不同B對(duì)同一介質(zhì)，紅光

8、的折射率比紫光大對(duì)同一介質(zhì)，紅光的折射率比紫光大C在同一介質(zhì)中，紅光的光速比紫光大在同一介質(zhì)中，紅光的光速比紫光大D每種顏色的光通過(guò)三棱鏡都會(huì)分成幾種顏每種顏色的光通過(guò)三棱鏡都會(huì)分成幾種顏色的光色的光答案：答案：C二、薄膜干涉現(xiàn)象及其在技術(shù)上的應(yīng)用分析二、薄膜干涉現(xiàn)象及其在技術(shù)上的應(yīng)用分析1肥皂膜干涉現(xiàn)象肥皂膜干涉現(xiàn)象(1)白光的干涉圖樣是彩色的：豎直放置的肥白光的干涉圖樣是彩色的：豎直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同顏色的光的波長(zhǎng)不同，從前后兩個(gè)表面于不同顏色的光的波長(zhǎng)不同，從前后兩個(gè)表面反射的光，在不同的位置被加強(qiáng)，換句話說(shuō)，反

9、射的光，在不同的位置被加強(qiáng)，換句話說(shuō)，不同顏色的光對(duì)應(yīng)亮條紋的位置不同，不能完不同顏色的光對(duì)應(yīng)亮條紋的位置不同，不能完全重合，因此看起來(lái)是彩色的全重合，因此看起來(lái)是彩色的(2)條紋是水平方向的：因?yàn)樵谕凰礁叨忍?，條紋是水平方向的：因?yàn)樵谕凰礁叨忍?，薄膜的厚度相同，從前后兩表面反射的光路程差薄膜的厚度相同，從前后兩表面反射的光路程差均相同，如果此時(shí)兩反射光互相加強(qiáng)，則此高度均相同，如果此時(shí)兩反射光互相加強(qiáng)，則此高度水平方向各處均加強(qiáng)，因此，明暗相間的干涉條水平方向各處均加強(qiáng)，因此，明暗相間的干涉條紋應(yīng)為水平方向紋應(yīng)為水平方向2檢查平面平整度檢查平面平整度(1)原理：如圖原理：如圖1373

10、所示，在被測(cè)平面上放所示，在被測(cè)平面上放一個(gè)透明的樣板，在樣板的一端墊一個(gè)薄片，一個(gè)透明的樣板，在樣板的一端墊一個(gè)薄片，使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測(cè)平面之間形成一個(gè)楔使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面與被測(cè)平面之間形成一個(gè)楔形空氣薄層用單色光照射時(shí)，空氣層的上、形空氣薄層用單色光照射時(shí)，空氣層的上、下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉空氣厚下兩個(gè)表面反射的兩列光波發(fā)生干涉空氣厚度相同的地方，兩列波的路程差相同，兩列波度相同的地方，兩列波的路程差相同，兩列波疊加時(shí)相互加強(qiáng)或減弱的情況相同，因此若被疊加時(shí)相互加強(qiáng)或減弱的情況相同，因此若被測(cè)面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線，測(cè)面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線，如果干涉

11、條紋是彎曲的，就表明被測(cè)表面不如果干涉條紋是彎曲的，就表明被測(cè)表面不平平圖圖1373(2)被測(cè)平面凹下或凸起的形象判斷法被測(cè)平面凹下或凸起的形象判斷法即使理解了上面的原理，許多同學(xué)在判斷時(shí)也即使理解了上面的原理，許多同學(xué)在判斷時(shí)也時(shí)常犯錯(cuò)誤，下面給出一種形象的判斷方法時(shí)常犯錯(cuò)誤，下面給出一種形象的判斷方法矮人行走法，即把干涉條紋看成矮人行走法，即把干涉條紋看成“矮人矮人”的的行走軌跡讓一個(gè)小矮人在兩板間沿著一條條行走軌跡讓一個(gè)小矮人在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳踏被檢板，頭頂樣板，紋直立行走，始終保持腳踏被檢板，頭頂樣板，在行走過(guò)程中：在行走過(guò)程中：若某處有一凹下，條紋向薄膜尖端彎曲

12、若某處有一凹下，條紋向薄膜尖端彎曲若某處有一凸起，條紋向薄膜底部彎曲若某處有一凸起，條紋向薄膜底部彎曲(3)對(duì)對(duì)“增透增透”的理解：如果用宏觀的思維方的理解：如果用宏觀的思維方式來(lái)理解，兩束反射光相互抵消，并沒(méi)有增加式來(lái)理解，兩束反射光相互抵消，并沒(méi)有增加透射光的強(qiáng)度，因此，此過(guò)程只是透射光的強(qiáng)度，因此，此過(guò)程只是“消反消反”，卻不能卻不能“增透增透”其實(shí)光的干涉將引起整個(gè)光其實(shí)光的干涉將引起整個(gè)光場(chǎng)分布的改變，但總的能量是守恒的，反射光場(chǎng)分布的改變，但總的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增強(qiáng)增透膜正是通過(guò)強(qiáng)增透膜正是通過(guò)“消反

13、消反”來(lái)確保來(lái)確保“增透增透”的的即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.如圖如圖1374所示，一束白光從左側(cè)射入肥所示，一束白光從左側(cè)射入肥皂薄膜，下列說(shuō)法中正確的是皂薄膜，下列說(shuō)法中正確的是()A人從右側(cè)向左看，可以看到彩色條紋人從右側(cè)向左看，可以看到彩色條紋B人從左側(cè)向右看，可以看到彩色條紋人從左側(cè)向右看，可以看到彩色條紋C彩色條紋水平排列彩色條紋水平排列D彩色條紋豎直排列彩色條紋豎直排列圖圖1374解析：解析：選選BC.一束白光射到薄膜上，經(jīng)前后兩一束白光射到薄膜上，經(jīng)前后兩個(gè)面反射回來(lái)的光相遇，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從左個(gè)面反射回來(lái)的光相遇，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從左側(cè)向右看可看

14、到彩色條紋又由于薄膜同一水側(cè)向右看可看到彩色條紋又由于薄膜同一水平線上的厚度相同，所以彩色條紋是水平排列平線上的厚度相同，所以彩色條紋是水平排列的的課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練折射中的色散現(xiàn)象折射中的色散現(xiàn)象(2011年高考大綱全國(guó)卷年高考大綱全國(guó)卷)雨后太陽(yáng)光入射到雨后太陽(yáng)光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹設(shè)水滴是球形的，水滴中發(fā)生色散而形成彩虹設(shè)水滴是球形的，圖圖1375中的圓代表水滴過(guò)球心的截面，入射中的圓代表水滴過(guò)球心的截面，入射光線在過(guò)此截面的平面內(nèi)，光線在過(guò)此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是不同顏色的出射光線，則它們可能依次是()A紫光、黃

15、光、藍(lán)光和紅光紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B紫光、藍(lán)光、黃光和紅光紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C紅光、藍(lán)光、黃光和紫光紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D紅光、黃光、藍(lán)光和紫光紅光、黃光、藍(lán)光和紫光圖圖1375【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】同一介質(zhì)對(duì)不同的色光有不同同一介質(zhì)對(duì)不同的色光有不同的折射率，介質(zhì)對(duì)頻率大、波長(zhǎng)短的光折射率的折射率，介質(zhì)對(duì)頻率大、波長(zhǎng)短的光折射率大，按折射率從小到大依次排列為：紅、橙、大，按折射率從小到大依次排列為：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫黃、綠、藍(lán)、靛、紫【自主解答自主解答】由可見(jiàn)光的折射率知，紅、橙、由可見(jiàn)光的折射率知，紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的折射率依次增黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的折

16、射率依次增大，由題圖知大，由題圖知ad折射率依次減小，故折射率依次減小，故A、C、D錯(cuò)，錯(cuò)，B對(duì)對(duì)【答案答案】B【方法總結(jié)方法總結(jié)】分析不同色光折射問(wèn)題時(shí)，應(yīng)分析不同色光折射問(wèn)題時(shí)，應(yīng)從折射率大小關(guān)系入手，根據(jù)折射定律，采取從折射率大小關(guān)系入手，根據(jù)折射定律，采取對(duì)比法畫(huà)出各色光的折射示意圖是判斷此類(lèi)問(wèn)對(duì)比法畫(huà)出各色光的折射示意圖是判斷此類(lèi)問(wèn)題的基礎(chǔ)，同時(shí)也便于觀察二次折射題的基礎(chǔ)，同時(shí)也便于觀察二次折射(或反射或反射)的入射角的入射角變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1發(fā)出白光的細(xì)線光源發(fā)出白光的細(xì)線光源ab，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為l0，豎直放置，上端豎直放置，上端a恰好在水面以下，如圖恰好在水面以下，如圖1376.

17、現(xiàn)考慮線光源現(xiàn)考慮線光源ab發(fā)出的靠近水面法線發(fā)出的靠近水面法線(圖中的圖中的虛線虛線)的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對(duì)的細(xì)光束經(jīng)水面折射后所成的像，由于水對(duì)光有色散作用，若以光有色散作用，若以l1表示紅光成的像的長(zhǎng)度，表示紅光成的像的長(zhǎng)度，l2表示藍(lán)光成的像的長(zhǎng)度，則表示藍(lán)光成的像的長(zhǎng)度，則()Al1l0l2Bl1l2l0Cl2l1l0 Dl2l1l0圖圖1376解析：解析：選選D.作出自作出自b點(diǎn)發(fā)出一條光線的出射光點(diǎn)發(fā)出一條光線的出射光線，反向延長(zhǎng)后與線，反向延長(zhǎng)后與ab的交點(diǎn)在的交點(diǎn)在b點(diǎn)的上方由點(diǎn)的上方由于藍(lán)光的折射率比紅光的折射率大，則藍(lán)光偏于藍(lán)光的折射率比紅光的折射率大，則

18、藍(lán)光偏折的角度大，所以成像較短，故折的角度大，所以成像較短，故D對(duì)對(duì)如圖如圖1377甲所示，用單色光照射透明甲所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板標(biāo)準(zhǔn)板M來(lái)檢查被檢體來(lái)檢查被檢體N的上表面的平直情況，的上表面的平直情況，觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示，條紋中的觀察到的現(xiàn)象如圖乙所示，條紋中的P和和Q的情的情況說(shuō)明況說(shuō)明()AN的上表面的上表面A處向上凸起處向上凸起B(yǎng)N的上表面的上表面B處向上凸起處向上凸起CN的上表面的上表面A處向下凹陷處向下凹陷DN的上表面的上表面B處向下凹陷處向下凹陷薄膜干涉的應(yīng)用薄膜干涉的應(yīng)用圖圖1377【精講精析精講精析】A處條紋向左彎曲，說(shuō)明處條紋向左彎曲，說(shuō)明A處處空氣膜的厚度增大

19、，與它右邊的相同，使空氣膜的厚度增大，與它右邊的相同，使A處處的條紋彎向左邊，故知的條紋彎向左邊，故知A處下凹同理可知處下凹同理可知B處有凸起處有凸起【答案答案】BC【方法總結(jié)方法總結(jié)】掌握薄膜干涉的基本原理是解掌握薄膜干涉的基本原理是解本題的關(guān)鍵，劈形薄膜的厚度差是形成干涉現(xiàn)本題的關(guān)鍵，劈形薄膜的厚度差是形成干涉現(xiàn)象的原因因此同一條干涉條紋上對(duì)應(yīng)的薄膜象的原因因此同一條干涉條紋上對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同，條紋彎曲說(shuō)明被檢查表面不平厚度相同，條紋彎曲說(shuō)明被檢查表面不平答案：答案：D本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用