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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，知道白光是由多种色光组成的，了解各色光特性的差别了解各色光特性的差别2知道薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉知道薄膜干涉条纹特点，能解释薄膜干涉的成因，知道其在生产中的应用的成因，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理解折射中的色散，知道棱镜对光的偏折作用作用重点难点：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页课前自主学案课前自主学案不一样不一样小小波长波长波长不同波长不同第2页/共33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
2、：白光的双缝干涉条纹是_的，的，可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于可见白光是由多种色光组成的，发生干涉时由于不同颜色的光的干涉条纹间距不同，白光被分解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的现象，叫做光的色散，含有多种颜色的光通常称做复色光称做复色光(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其按其_的有序排列，就是光谱的有序排列，就是光谱彩色彩色单色光单色光波长波长第3页/共33页二、薄膜干涉中的色散二、薄膜干涉中的色散1薄膜
3、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中，灯焰的像是液在用黄光做薄膜干涉的实验中，灯焰的像是液膜前后两个面膜前后两个面_的光形成的，这两列光的光形成的，这两列光波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相波也是一个光源分解而成的，所以它们具有相同的同的_、恒定的相位差，它们是、恒定的相位差，它们是_光源光源反射反射频率频率相干相干第4页/共33页2薄膜干涉的原理薄膜干涉的原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，作用，下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来下面厚、上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的自前后两个面的_光所走的光所走的_不不同在某
4、些位置，这两列波叠加后相互加强，同在某些位置，这两列波叠加后相互加强，于是出现了于是出现了_；在另一些位置，叠加；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了后相互削弱，出现了_，因此薄膜，因此薄膜上出现了上出现了_的烛焰的像的烛焰的像重力重力反射反射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页三、衍射时的色散三、衍射时的色散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位置位置第6页/共33页四、折射时的色散四、折射时的色散
5、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_方向偏折，如图方向偏折，如图1371所示，其中的所示，其中的为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越偏折程度越_底边底边大大图图1371第7页/共33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所示的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、所示的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、_、_、_、靛、紫说明白光是由、靛、紫说明白光是由这七种色光组成的复色光这七种色光组成的复色光黄黄绿绿蓝蓝图图1372第8页/共
6、33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，波长同的光的折射率不一样，波长_，折，折射率越大射率越大(3)在同一种物质中，不同波长的光波的传播速在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度度_，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第9页/共33页核心要点突破核心要点突破一、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)现现象象：中中央央是是白白条条纹纹，两两边边是是对对称称分分布布的的彩彩色色条纹条纹(
7、2)结论：白光是多种单色光组成的复色光结论：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，条纹之间的距离与干涉，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，不同颜光波的波长成正比，由此我们能够断定，不同颜色的光，波长不同色的光，波长不同第10页/共33页第11页/共33页第12页/共33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()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速不同B对同一
8、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每每种种颜颜色色的的光光通通过过三三棱棱镜镜都都会会分分成成几几种种颜颜色的光色的光答案：答案：C第13页/共33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，从前后两个表面反不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在
9、不同的位置被加强，换句话说，不射的光，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重合，因此看起来是彩色的第14页/共33页(2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，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纹应为水平方向2检查平面平整度检
10、查平面平整度第15页/共33页(1)原理：如图原理：如图1373所示，在被测平面上放所示，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，使一个透明的样板，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样板的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、下两个气薄层用单色光照射时，空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉空气厚度相同的表面反射的两列光波发生干涉空气厚度相同的地方，两列波的路程差相同，两列波叠加时相互地方，两列波的路程差相同，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，加强或减弱的情况相同，因此若被测面是平的，
11、干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是干涉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弯曲的，就表明被测表面不平第16页/共33页图图1373第17页/共33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时常犯错误，下面给出一种形象的判断方法矮人行走法，即把干涉条纹看成矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人矮人”的的行走轨迹让一个小矮人在两板间沿着一条条行走轨迹让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，纹直
12、立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：在行走过程中：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19页/共33页(3)对对“增透增透”的理解：如果用宏观的思维方式的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是射光的强度，因此，此过程只是“消反消反”，却，却不能不能“增透增透”其实光的干涉将引起整个光场其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的分布的改变，但总
13、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能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强增透膜正是通过增透膜正是通过“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所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是皂薄膜，下列说法中正确的是()A人从右侧向左看，可以看到彩色条纹人从右侧向左看，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3
14、3页解析：解析：选选BC.一束白光射到薄膜上，经前后两一束白光射到薄膜上，经前后两个面反射回来的光相遇，产生干涉现象，从左个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平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平排列的的第22页/共33页课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一折射中的色散现象折射中的色散现象(2011年年高高考考大大纲纲全全国国卷卷)雨雨后后太太阳阳光光入入射射到到水水滴滴中中发发生生色色散散而而形形成成彩彩虹虹设设水水滴滴是是球球形形的的，图图1375中中的的圆圆代代表表水水滴
15、滴过过球球心心的的截截面面，入入射射光光线线在在过过此此截截面面的的平平面面内内，a、b、c、d代代表表四四条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、蓝光和紫光例例例例1 1第23页/共33页图图1375第24页/共33页【思思路路点点拨拨】同同一一介介质质对对不不同同的的色色光光有有不不同同的的折折射射率率，介介质质对对频频率率大大、波波长长短短的的光光折折射射率率大大，按按折折射射
16、率率从从小小到到大大依依次次排排列列为为：红红、橙橙、黄、绿、蓝、靛、紫黄、绿、蓝、靛、紫【自自主主解解答答】由由可可见见光光的的折折射射率率知知，红红、橙橙、黄黄、绿绿、蓝蓝、靛靛、紫紫七七种种色色光光的的折折射射率率依依次次增增大大，由由题题图图知知ad折折射射率率依依次次减减小小，故故A、C、D错，错，B对对【答案答案】B第25页/共33页【方法总结方法总结】分析不同色光折射问题时，应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，采取从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对比法画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基础，同时也便于
17、观察二次折射题的基础，同时也便于观察二次折射(或反射或反射)的入射角的入射角第26页/共33页变变式式训训练练1发发出出白白光光的的细细线线光光源源ab，长长度度为为l0，竖竖直直放放置置，上上端端a恰恰好好在在水水面面以以下下，如如图图1376.现现考考虑虑线线光光源源ab发发出出的的靠靠近近水水面面法法线线(图图中中的的虚虚线线)的的细细光光束束经经水水面面折折射射后后所所成成的的像像，由由于于水水对对光光有有色色散散作作用用，若若以以l1表表示示红红光光成成的的像像的的长长度度，l2表表示蓝光成的像的长度，则示蓝光成的像的长度，则()Al1l0l2Bl1l2l0Cl2l1l0 Dl2l1
18、l0图图1376第27页/共33页解析：解析：选选D.作出自作出自b点发出一条光线的出射光点发出一条光线的出射光线，反向延长后与线，反向延长后与ab的交点在的交点在b点的上方由点的上方由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏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，故折的角度大，所以成像较短，故D对对第28页/共33页例例例例2 2如图如图1377甲所示，用单色光照射透明甲所示，用单色光照射透明标准板标准板M来检查被检体来检查被检体N的上表面的平直情况，的上表面的平直情况，观察到的现象如图乙所示，条纹中的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()
19、AN的上表面的上表面A处向上凸起处向上凸起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类型二类型二薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用第29页/共33页图图1377第30页/共33页【精精讲讲精精析析】A处处条条纹纹向向左左弯弯曲曲，说说明明A处处空空气气膜膜的的厚厚度度增增大大，与与它它右右边边的的相相同同，使使A处处的的条条纹纹弯弯向向左左边边，故故知知A处处下下凹凹同同理理可可知知B处有凸起处有凸起【答案答案】BC【方法总结方法总结】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题的关键，劈形薄膜的厚度差是形成干涉现本题的关键，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，条纹弯曲说明被检查表面不平厚度相同，条纹弯曲说明被检查表面不平第31页/共33页答案：答案：D第32页/共33页感谢观看！感谢观看！第33页/共33页