WK光的顏色色散

會計學(xué)1WK光的顏色色散地上的油膜肥皂泡第1頁/共34頁第2頁/共34頁光的顏色色散第3頁/共34頁白光是由多種顏色的光組成，稱為復(fù)色光光的色散含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散。第4頁/共34頁1、人眼視網(wǎng)膜上的兩種感光細(xì)胞視桿細(xì)胞：對光敏感，不能區(qū)分不同波長（頻率）的光視錐細(xì)胞：對光敏感度不如視桿細(xì)胞，但能區(qū)分不同波長（頻率）的光，人眼依靠視錐細(xì)胞分辨顏色。光的

顏色波長λ(nm)頻率f

(1014Hz)光的

顏色波長λ(nm)頻率f

(1014Hz)紅760～6303.9～4.8綠570～5005.3～6.0橙630～6004.8～5.0青藍(lán)500～450450～4306.1～6.76.7～7.0黃600～5705.0～5.3紫430～4007.0～7.5光的顏色由光的頻率決定第5頁/共34頁2、光譜：復(fù)色光被分解后，各種色光按其波長（頻率）有序排列起來，稱為這種復(fù)色光的光譜。下圖是太陽光的光譜。利用光譜可以知道該光是由哪些波長的光組成。第6頁/共34頁這些彩色是怎么形成的,產(chǎn)生的過程都是一樣的嗎,哪些你能解釋?第7頁/共34頁現(xiàn)象：薄膜兩表面反射的光互相疊加而形成的明暗相間的條紋，條紋成水平排列二.薄膜干涉中的色散

1.單色光薄膜干涉實(shí)驗(yàn)：觀察黃光的薄膜干涉第8頁/共34頁

由于重力的作用，肥皂薄膜將形成上薄下厚的楔形。光從薄膜的前后兩個表面反射出來兩列光波，這兩列光波的頻率相同，產(chǎn)生干涉。原理:前表面后表面二.薄膜干涉中的色散第9頁/共34頁光程差為波長的整數(shù)倍，即膜的厚度滿足半波長的整數(shù)倍.形成黃色的亮條紋。光程差為半波長的奇數(shù)倍，形成暗條紋。即膜的厚度滿足1/4波長的奇數(shù)倍.d=nλ/2d=(2n+1)λ/4原理:二.薄膜干涉中的色散明明暗暗d1d2d3d4膜的厚度對條紋間距的影響?第10頁/共34頁

1.在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度決定，所以薄膜干涉中同一明條紋（暗條紋）應(yīng)出現(xiàn)在膜的厚度相等的地方。2.由于普通光相干長度極短，所以薄膜干涉時，介質(zhì)膜應(yīng)足夠薄，才能觀察到干涉條紋。規(guī)律分析：二.薄膜干涉中的色散

第11頁/共34頁光程差為波長的整數(shù)倍，即膜的厚度滿足半波長的整數(shù)倍.形成黃色的亮條紋。光程差為半波長的奇數(shù)倍，形成暗條紋。即膜的厚度滿足1/4波長的奇數(shù)倍.為什么白光照射時是彩色條紋?d=nλ/2d=(2n+1)λ/4原理:二.薄膜干涉中的色散明明暗暗d1d2d3d4第12頁/共34頁2、白色（復(fù)色）光的薄膜干涉現(xiàn)象：明暗相間的彩色條紋解釋：由于白光是復(fù)色光，各色光的波長不同，各色光都發(fā)生薄膜干涉，但不同顏色的光在不同的位置相互加強(qiáng)，所以看起來肥皂泡是彩色的。其它：路面上飄浮的油膜上的彩色條紋；蝴蝶等昆蟲翅膀上的彩色花紋等都是薄膜干涉。第13頁/共34頁鍍層薄膜在透鏡或棱鏡的表面上涂上一層薄膜(一般用氟化鎂)。當(dāng)薄膜的厚度適當(dāng)時，在薄膜的兩個表面上反射路程度恰好等于半個波長，因而互相抵，這就大大減小光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度，這種薄膜叫增透膜。三.薄膜干涉的應(yīng)用1.增透膜消弱第14頁/共34頁增透的條件是什么？即鍍層薄膜的厚度至少多大？是否對所有顏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長的1/4。

因?yàn)槿搜蹖G光最敏感，所以一般增強(qiáng)綠光的透射，即當(dāng)白光照到(垂直)增透膜上，綠光產(chǎn)生相消干涉，反射光中綠光的強(qiáng)度幾乎是零。這時其他波長的光(如紅光和紫光)并沒有被完全抵消。因此，增透膜呈綠光的互補(bǔ)色——淡紫色。三.薄膜干涉的應(yīng)用1.增透膜第15頁/共34頁標(biāo)準(zhǔn)樣板待檢部件空氣薄層取一個透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板，放在待檢查部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光形成相干光，從反射光中就會看到干涉條紋三.薄膜干涉的應(yīng)用2.檢查表面的平整程度第16頁/共34頁如果被檢表面是平的，產(chǎn)生的干涉條紋就是平行的；如果觀察到的干涉條紋發(fā)生彎曲，則表示被檢測表面微有凸起或凹下。從彎曲的程度就可以了解被測表面的平整情況。這種測量精度可達(dá)10-6cm。(a)(b)(c)單色光標(biāo)準(zhǔn)樣板薄片被檢測平面注：薄片厚度一般僅為零點(diǎn)零幾毫米左右，只相當(dāng)于一張紙片的厚度三.薄膜干涉的應(yīng)用2.檢查表面的平整程度第17頁/共34頁楔性空氣薄層標(biāo)準(zhǔn)樣板被檢測平面光在空氣層的上下表面發(fā)生反射,這兩束反射光發(fā)生干涉.如果被檢測表面的平整的,將看到與底線平行的干涉條紋.等厚線三.薄膜干涉的應(yīng)用2.檢查表面的平整程度第18頁/共34頁根據(jù)等厚線判斷凹凸三.薄膜干涉的應(yīng)用第19頁/共34頁衍射時的色散

用白光做光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)，得到的條紋是彩色的。這是因?yàn)榘坠庵邪烁鞣N顏色的光，衍射時不同色光的亮條紋位置不同，于是各種色光就區(qū)分開了。這個現(xiàn)象是光在衍射時的色散。白光的單縫衍射圖樣第20頁/共34頁這個圖片說明了什么現(xiàn)象？通過這個現(xiàn)象有說明了什么問題呢？一束白光通過三棱鏡后會擴(kuò)展成由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫各色組成的光帶，這種現(xiàn)象稱作折射時的色散。第21頁/共34頁一、通過棱鏡的光線1.棱鏡:光學(xué)研究中用到的截面為三角形的棱鏡,簡稱為棱鏡,其作用有兩個：(1)可以改變光的傳播方向;(2)可以使光發(fā)生色散.第22頁/共34頁問題:讓一束單色光從空氣射向玻璃棱鏡的一個側(cè)面，如圖所示，試定性畫出光通過棱鏡的光路圖。

第23頁/共34頁θi偏折角ABCγβ五.折射時的色散第24頁/共34頁白光是一種復(fù)色光棱鏡對不同顏色的光折射作用不同，對紫光的折射作用最大，對紅光的折射作用最小結(jié)論：在同一種物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不一樣，波長越長，波速越慢某種玻璃對各種色光的折射率:色光紫藍(lán)綠黃橙紅折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513五.折射時的色散請預(yù)測光帶上的顏色（至上而下）第25頁/共34頁3、棱鏡成像：問題：如果隔著棱鏡看一個物體，就可以看到物體的像，那么像的位置與物體的位置相比向哪個方向偏移？分析：將一個物點(diǎn)S放在棱鏡前，從物點(diǎn)發(fā)出的兩條光線經(jīng)棱鏡折射后射出，我們根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為光線是從它們的反向延長線的交點(diǎn)S’射出的，S'就是S在棱鏡中所成的像（如圖所示）。這個虛像的位置比物體的實(shí)際位置向頂角方向偏移，物像同側(cè)。特點(diǎn)：隔著棱鏡看物體的像是正立的虛像，像的位置向棱鏡頂角方向偏移。

SS'第26頁/共34頁鞏固練習(xí)1、下列現(xiàn)象屬于薄膜干涉的有:（）A.在水面上的油膜呈現(xiàn)的彩色花紋;B.雨后天空中呈現(xiàn)的彩虹;C.陽光下通過三棱鏡得到的彩色條紋D.肥皂泡上呈現(xiàn)的彩色條紋。2、用單色光照射肥皂薄膜:（）看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋;從光源發(fā)出的光與肥皂膜表面反射的光發(fā)生干涉,形成干涉圖樣。一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來,形成兩列波,這兩列波頻率相同,所以可以產(chǎn)生干涉;若改用白光照射則看不到干涉條紋。ADAC第27頁/共34頁鞏固練習(xí)3.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是下圖中的（）ABCDD第28頁/共34頁鞏固練習(xí)4.如右圖是用干涉法檢查某種厚玻璃的上表面是否平的裝置，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由哪兩個表面反射的光疊加而成的()

A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上表面和b的上表面

C．a(chǎn)的下表面和b的上表面

D．a(chǎn)的下表面和b的下表面C第29頁/共34頁如右圖所示,從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏的ab間形成一條彩色光帶.下面的說法中正確的是()A.a側(cè)是紅色光,b側(cè)是紫色光B.在真空中a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長C.三棱鏡對a側(cè)光的折射率大于對b側(cè)光的折射率D.在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率大于b側(cè)光的傳播速率BC

第30頁/共34頁如右圖所示,用三塊完全相同的平板玻璃組成一個等邊三角形,一束單色光由AB面射入,由AC面射出,則以下說法正確的是()A.出射光線方向與入射光線平行B.出射光向頂角偏折C.出射光會發(fā)生色散D.出射光會向底邊偏折A第31頁/共34頁例1:劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如下圖甲所示.將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后,從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示,干涉條紋有如下特點(diǎn):(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定,現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙