《物理光的颜色色散人教选修学习教案.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理光的颜色色散人教选修学习教案.ppt（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道白光是由多种色光组成的，了解各知道白光是由多种色光组成的，了解各色光特性的差别色光特性的差别2知道薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因知道薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因(chngyn)，知道其在生产中的应用，知道其在生产中的应用3理解折射中的色散，知道棱镜对光的偏折作用理解折射中的色散，知道棱镜对光的偏折作用重点难点：重点难点：1.棱镜的光学作用棱镜的光学作用2薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用第1页/共33页第一页，共34页。课前自主课前自主(zzh)(zzh)学案学案不一样不一样(yyng)小小波长波长(bchng)波长不同波长不同第2页/共
2、33页第二页，共34页。2光的色散与光谱光的色散与光谱(1)光的色散：白光的双缝干涉条纹是光的色散：白光的双缝干涉条纹是_的，可的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于(yuy)不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被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解为分解了，像这样含有多种颜色的光被分解为_的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光复色光(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其其_的有序排列，就是光谱的
3、有序排列，就是光谱彩色彩色(cis)单色光单色光波长波长(bchng)第3页/共33页第三页，共34页。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获得薄膜干涉中相干光的获得在用黄光做薄膜干涉的实验在用黄光做薄膜干涉的实验(shyn)中，灯焰的像是中，灯焰的像是液膜前后两个面液膜前后两个面_的光形成的，这两列光波也的光形成的，这两列光波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的_、恒定的相位差，它们是、恒定的相位差，它们是_光源光源反射反射(fnsh)频率频率(pnl)相干相干第4页/共33页第四页，共34页。2薄膜干涉的原理薄膜干涉的原
4、理竖直放置的肥皂液膜由于受竖直放置的肥皂液膜由于受_作用，下面厚、作用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个(lin )面的面的_光所走的光所走的_不同在不同在某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了_；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了了_，因此薄膜上出现了，因此薄膜上出现了_的的烛焰的像烛焰的像重力重力(zhngl)反射反射(fnsh)路程差路程差亮条纹亮条纹暗条纹暗条纹明暗相间明暗相间第5页/共33页第五页，共34页。三、衍射时的色散三、衍射时的色
5、散(ssn)用白光进行衍射实验时，得到的是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，不同色光亮条纹的同色光亮条纹的_不同造成的不同造成的彩色彩色(cis)位置位置(wi zhi)第6页/共33页第六页，共34页。四、折射时的色散四、折射时的色散1.偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的_方向方向偏折，如图偏折，如图1371所示，其中的所示，其中的为光的偏向角，光为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏向角越大，棱镜对光(du gung)的偏折程度越的偏折程度越_底边底边(d bin)大大图图13
6、71第7页/共33页第七页，共34页。2白光通过棱镜时的色散白光通过棱镜时的色散(1)一束白光通过三棱镜后形成如图一束白光通过三棱镜后形成如图1372所所示的光谱，由上到下的色光顺序示的光谱，由上到下的色光顺序(shnx)为：红、为：红、橙、橙、_、_、_、靛、紫说明白光是、靛、紫说明白光是由这七种色光组成的复色光由这七种色光组成的复色光黄黄绿绿蓝蓝图图1372第8页/共33页第八页，共34页。(2)结论：白光色散时，结论：白光色散时，_的偏向角最小，的偏向角最小，_偏向角最大这说明同种物质对波长不同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，波长光的折射率不一样，波长_，折射率越
7、大，折射率越大(3)在同一种在同一种(y zhn)物质中，不同波长的光波的传物质中，不同波长的光波的传播速度播速度_，波长越短，波速越慢，波长越短，波速越慢红光红光紫光紫光越小越小不一样不一样(yyng)第9页/共33页第九页，共34页。核心要点核心要点(yodin)(yodin)突破突破一、对光的颜色、色散的理解一、对光的颜色、色散的理解1白光的双缝干涉白光的双缝干涉(1)现象：中央是白条纹，两边是对称分布的彩色条现象：中央是白条纹，两边是对称分布的彩色条纹纹(2)结论结论(jiln)：白光是多种单色光组成的复色光：白光是多种单色光组成的复色光2光的颜色：在双缝干涉实验中，不同色光发生干光的
8、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，条纹之间的距离与光波涉，条纹之间的距离不同，条纹之间的距离与光波的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜色的光，的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜色的光，波长不同波长不同第10页/共33页第十页，共34页。第11页/共33页第十一页，共34页。第12页/共33页第十二页，共34页。即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1 白 光 通 过 三 棱 镜 发 生 色 散 ， 这 说 明 白 光 通 过 三 棱 镜 发 生 色 散 ， 这 说 明(shumng)()A不同颜色的光在真空中的光速不同不同颜色的光在真空中的光
9、速不同B对同一介质，红光的折射率比紫光大对同一介质，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每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光色的光答案：答案：C第13页/共33页第十三页，共34页。二、薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析二、薄膜干涉现象及其在技术上的应用分析1肥皂膜干涉现象肥皂膜干涉现象(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，因重力的作用膜，因重力的作用(zuyng)，上面薄、下面厚，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反由于不同
10、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此看起来是彩色的第14页/共33页第十四页，共34页。(2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄条纹是水平方向的：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膜的厚度相同，从前后两表面反射的光路程差均相同，如果同，如果(rgu)此时两反射光互相加强，则此高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，明暗相间的干涉条度水平方向各处
11、均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向纹应为水平方向2检查平面平整度检查平面平整度第15页/共33页第十五页，共34页。(1)原理：如图原理：如图1373所示，在被测平面上放一个所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反层用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波射的两列光波(gungb)发生干涉空气厚度相同的发生干涉空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互加地方，两列波的
12、路程差相同，两列波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平就表明被测表面不平第16页/共33页第十六页，共34页。图图1373第17页/共33页第十七页，共34页。(2)被测平面凹下或凸起的形象判断法被测平面凹下或凸起的形象判断法即使理解了上面的原理，许多同学在判断时也时常即使理解了上面的原理，许多同学在判断时也时常犯错误，下面给出一种形象的判断方法犯错误，下面给出一种形象的判断方法矮人行矮人行走法，即把干涉条纹看成走法，即把
13、干涉条纹看成“矮人矮人”的行走轨迹让一的行走轨迹让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板持脚踏被检板，头顶样板(yngbn)，在行走过程，在行走过程中：中：若某处有一凹下，条纹向薄膜尖端弯曲若某处有一凹下，条纹向薄膜尖端弯曲若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲若某处有一凸起，条纹向薄膜底部弯曲第18页/共33页第十八页，共34页。第19页/共33页第十九页，共34页。(3)对对“增透增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的解，两束反射光相互抵消，并没有
14、增加透射光的强度，因此，此过程只是强度，因此，此过程只是“消反消反”，却不能，却不能“增增透透”其实光的干涉将引起整个其实光的干涉将引起整个(zhngg)光场分光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强增透被削弱了，透射光的能量就必然得到增强增透膜正是通过膜正是通过“消反消反”来确保来确保“增透增透”的的第20页/共33页第二十页，共34页。即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.如图如图1374所示，一束白光从左侧射入肥皂所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是薄膜，下列说法中
15、正确的是()A人从右侧人从右侧(yu c)向左看，可以看到彩色条向左看，可以看到彩色条纹纹B人从左侧向右看，可以看到彩色条纹人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C彩色条纹水平排列彩色条纹水平排列D彩色条纹竖直排列彩色条纹竖直排列图图1374第21页/共33页第二十一页，共34页。解析：选解析：选BC.一束白光射到薄膜上，经前后两个一束白光射到薄膜上，经前后两个(lin )面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从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线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平
16、排列的第22页/共33页第二十二页，共34页。课堂课堂(ktng)(ktng)互动讲练互动讲练折射中的色散现象折射中的色散现象(2011年高考大纲全国卷年高考大纲全国卷)雨后太阳光入射到水雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图1375中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面过此截面的平面(pngmin)内，内，a、b、c、d代表四条代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()A紫光、黄光、蓝光和红光紫光、黄光、蓝光和红光B紫光、蓝光、黄光和红光紫
17、光、蓝光、黄光和红光C红光、蓝光、黄光和紫光红光、蓝光、黄光和紫光D红光、黄光、蓝光和紫光红光、黄光、蓝光和紫光第23页/共33页第二十三页，共34页。图图1375第24页/共33页第二十四页，共34页。【思路点拨】同一介质对不同的色光有不同的【思路点拨】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，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、按折射率从小到大依次排列为：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫蓝、靛、紫【自主解答【自主解答(jid)】由可见光的折射率知，红、】由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次
18、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知增大，由题图知ad折射率依次减小，故折射率依次减小，故A、C、D错，错，B对对【答案】【答案】B第25页/共33页第二十五页，共34页。【方法总结】分析不同色光折射问题时，应从【方法总结】分析不同色光折射问题时，应从折射率大小关系入手，根据折射定律，采取对比折射率大小关系入手，根据折射定律，采取对比法画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基法画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基础础(jch)，同时也便于观察二次折射，同时也便于观察二次折射(或反射或反射)的入的入射角射角第26页/共33页第二十六页，共34页。变式训练变式训练1发出白光
19、的细线光源发出白光的细线光源ab，长度为，长度为l0，竖直，竖直放置放置(fngzh)，上端，上端a恰好在水面以下，如图恰好在水面以下，如图1376.现考虑线光源现考虑线光源ab发出的靠近水面法线发出的靠近水面法线(图中的虚线图中的虚线)的细的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以若以l1表示红光成的像的长度，表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长表示蓝光成的像的长度，则度，则()Al1l0l2Bl1l2l0Cl2l1l0 Dl2l1l0图图1376第27页/共33页第二十七页，共34页。解析：选解析：选D.作出自作出自b点
20、发出一条光线的出射光线，点发出一条光线的出射光线，反向延长后与反向延长后与ab的交点的交点(jiodin)在在b点的上点的上方由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝方由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，所以成像较短，故光偏折的角度大，所以成像较短，故D对对第28页/共33页第二十八页，共34页。如图如图1377甲所示，用单色光照射透明标甲所示，用单色光照射透明标准板准板M来检查来检查(jinch)被检体被检体N的上表面的平直情的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的P和和Q的情的情况说明况说明()AN的上表面的上表面A处向上凸起
21、处向上凸起BN的上表面的上表面B处向上凸起处向上凸起CN的上表面的上表面A处向下凹陷处向下凹陷DN的上表面的上表面B处向下凹陷处向下凹陷薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用第29页/共33页第二十九页，共34页。图图1377第30页/共33页第三十页，共34页。【精讲精析】【精讲精析】A处条纹向左弯曲处条纹向左弯曲(wnq)，说明，说明A处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使处空气膜的厚度增大，与它右边的相同，使A处的条处的条纹弯向左边，故知纹弯向左边，故知A处下凹同理可知处下凹同理可知B处有凸起处有凸起【答案】【答案】BC【方法总结】掌握薄膜干涉的基本原理是解本题的【方法总结】掌握薄膜干涉的基本原理
22、是解本题的关键，劈形薄膜的厚度差是形成干涉现象的原因因关键，劈形薄膜的厚度差是形成干涉现象的原因因此同一条干涉条纹上对应的薄膜厚度相同，条纹弯曲此同一条干涉条纹上对应的薄膜厚度相同，条纹弯曲(wnq)说明被检查表面不平说明被检查表面不平第31页/共33页第三十一页，共34页。答案答案(d n)：D第32页/共33页第三十二页，共34页。感谢感谢(gnxi)观看！观看！第33页/共33页第三十三页，共34页。NoImage内容(nirng)总结课标定位。即时应用(即时突破，小试牛刀)。Al1l0l2。Bl1l2l0。Cl2l1l0。Dl2l1l0。AN的上表面A处向上凸起。BN的上表面B处向上凸起。感谢(gnxi)观看第三十四页，共34页。