13.7_13.8光的颜色、色散激光课件新人教版选修3_4.ppt
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1、7 光的颜色 色散 8 激 光,一、光的颜色与色散 1.光的颜色与波长:不同颜色的光,波长_。 2.光的色散:含有多种颜色的光被分解为_的现 象。 3.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其 _的有序排列。,不同,单色光,波长,二、色散的分类 1.薄膜干涉中的色散: (1)薄膜干涉中相干光的获得:光照射到薄膜上,在薄膜 的前后两个面反射的光是由同一个光波分解而成的,它 们具有相同的_、恒定的相位差及振动方向。,频率,(2)薄膜干涉的原理:光照在厚度不同的薄膜上时,在薄 膜的不同位置,前后两个面的反射光的_不同,在 某些位置两列波叠加后相互加强,于是出现亮条纹;在 另一些位置,两列波相遇后
2、相互削弱,于是出现暗条 纹。,路程差,2.衍射时的色散: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,不同 色光亮条纹的位置不同。,彩色,3.折射时的色散:如图,说明通过棱镜折射后由上到下 的色光顺序为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。在同一 种物质中,不同波长的光波的传播速度不一样,波长越 短,波速_。,越慢,三、激光 1.激光的特点及应用:,相同,平行度,范围,时间,能量,2.全息照相: (1)与普通照相技术的比较:普通照相技术所记录的只 是光波的能量强弱信息,而全息照相技术还记录了光波 的_信息。,相位,(2)原理:全息照相的拍摄利用了光的_原理,使参 考光和物光在底
3、片上相遇,发生干涉,形成复杂的干涉 条纹。这要求参考光和物光必须具有很高的相干性。 (3)观察全息照片时要用_照射照片,从另一侧面观 察。,干涉,激光,【预习诊断】 1.请判断下列说法的正误。 (1)光的颜色是由光的波长决定的。 ( ) (2)根据光谱我们可以知道哪些光波长较长,哪些光波长较短。 ( ) (3)光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的。 ( ),(4)计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点。 ( ) (5)医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点。 ( ) (6)“激光测距”利用激光测量很远目标的距
4、离是应用了激光亮度高的特点。 ( ),提示:(1)。光的颜色是由光的频率决定的。光由一种介质进入另一种介质时频率不变,但波长发生变化。 (2)。光谱是按照各种色光的波长有序排列起来的。 (3)。光纤通信主要利用激光的相干性。,(4)。计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好。 (5)。医疗中的激光“光刀”利用了激光的高亮度的特点。 (6)。“激光测距”利用的是激光的平行性。,2.关于光的色散、激光的认识,下列说法正确的是 ( ) A.棱镜对红光的折射率比紫光大 B.红光在棱镜中的速度比紫光大 C.每种色光通过棱镜后都会分成几种颜色的光 D.激光不能像无线电波那样用来传播信息,
5、【解析】选B。频率越大,同一介质对单色光的折射率 越大,故选项A错误;由v= ,可知选项B正确;白光含有 多种不同频率的单色光,因而才会发生色散,选项C错误; 激光同样能够传播信息,选项D错误。,3.如图所示,一束由红、绿、紫三种单色光组成的复色光,通过横截面为梯形的玻璃砖后,在光屏上形成彩色光带。下列关于彩色光带排列顺序的说法中正确的是 ( ),A.从上到下依次为紫、绿、红 B.从上到下依次为红、绿、紫 C.从上到下依次为绿、红、紫 D.从上到下依次为绿、紫、红,【解析】选A。棱镜对不同色光的折射率不同,对红光的折射率小,其偏折角度小,折射后在彩色光带的下部。对紫光的折射率大,偏折角度大,折
6、射后在彩色光带的上部,故正确答案为A。,知识点一 色散的理解 探究导入: 如图所示是一束白光照射到三棱镜上后出现的色散现象,请问玻璃对哪种色光的折射率最大,对哪种色光的折射率最小?,提示:由图可知,红光经过棱镜后偏折程度最小,紫光经过棱镜后偏折程度最大,故玻璃对紫光的折射率最大,对红光的折射率最小。,【归纳总结】 1.折射时的色散: (1)把射出棱镜的光线与入射光线方向 的夹角叫通过棱镜的偏向角,如图所示。 实验表明,白光色散时,红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大。这说明玻璃对不同色光的折射率是不同的。紫光的折射率最大,红光的折射率最小。,(2)由于介质中的光速v= ,故在同种介质中折射率大
7、的光速小,各种色光在同种介质中的光速依次为v紫v蓝 v橙v红,即红光的速度最大,紫光的速度最小。 (3)如图所示,白光经过三棱镜后,在光屏上呈现七色光 带;若从棱镜的顶角向底边看,由红到紫依次排列,紫光 最靠近底边,光的色散实质上是光的折射现象。,2.双缝干涉中的色散:用不同的单色光做双缝干涉实验, 得到的条纹之间的距离不一样,但都是明暗相间的单色 条纹。由x= 知,红光波长最长,x最大,紫光波 长最短,x最小。 白光干涉时的条纹是彩色的,可见,白光是由多种色光 组成的复色光,发生干涉时,白光发生了色散现象。,【特别提醒】 (1)各种色光的波长方面:按照波长由长到短的顺序,依次为红、橙、黄、绿
8、、青、蓝、紫。 (2)玻璃对各种色光的折射率方面:按照折射率由大到小的顺序依次为紫、蓝、青、绿、黄、橙、红。,【典题过关】 【典例】(2018开封高二检测)如图表示一束白光通过三棱镜的光路图,其中正确的是 ( ),【正确解答】选D。光在棱镜的两个侧面上发生折射,每次折射都向底边偏折,并且其对不同单色光的折射率不同,不同单色光在同一侧面的偏折角就不同,故选项D正确。,【过关训练】 1.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为a、b,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,则 ( ),A.anb B.ab,nab,nanb,【解析】选B。由题图可知,b光偏折大,折射率大
9、,频率大,波长小,故选B。,2.两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置,相邻两侧面相互平行,一束白光从棱镜A的左面入射,从B的右面出射,则出射光线是 ( )A.一束白光 B.白光带 C.散射彩色带 D.平行彩色带,【解析】选D。各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示。各色光经多次折射,但由于两棱镜相邻两侧面平行,所以各色光出射光线与入射光线平行,最后出射光线是平行彩色带。,3.如图所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜,里面是空气,一束光A从三棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生了色散,射出的可见光分布在a点和b点之间,则 ( ),A.从a点射出的是红光,从b点射出的是紫光 B.
10、从a点射出的是紫光,从b点射出的是红光 C.从a点和b点射出的都是红光,从ab中点射出的是紫光 D.从a点和b点射出的都是紫光,从ab中点射出的是红光,【解析】选B。本题是中空三棱镜放在水中,光线由水中射入棱镜,经两次折射射到水中,空气相对于水是折射率小的介质,据折射定律分析,出射光线将向棱镜顶角偏折。因此,B选项正确。,【补偿训练】 1.如图所示,MN是位于竖直平面内的光屏,放在水平面上的半圆柱形玻璃砖的平面部分ab与屏平行。由光源S发出的一束白光从半圆沿半径射入玻璃砖,通过圆心O再射到屏上。,在水平面内以O点为圆心沿逆时针方向缓缓转动玻璃砖,在光屏上出现了彩色光带。当玻璃砖转动角度大于某一
11、值时,屏上彩色光带中的某种颜色的色光首先消失。有关彩色的排列顺序和最先消失的色光是 ( ),A.左紫右红,紫光 B.左红右紫,紫光 C.左紫右红,红光 D.左红右紫,红光,【解析】选B。在水平面内,以O点为圆心沿逆时针方向将玻璃砖转过一定角度后,光路图如图所示,由图可知,屏上彩色光带中红光在最左侧,紫光在最右侧;由于玻璃对紫光的折射率最大,故当玻璃砖转动角度大于某一值时紫光最先消失;综上可知,选项B正确。,2. (多选)(2018武清区高二检测)虹是由阳光射入雨滴(视为球形)时,经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴,a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线,如图
12、。下列说法正确的是 ( ),【解析】选A、C、D。由题图可知,发生第一次折射时, 光线b的折射角rb大于光线a的折射角ra,由n= 知, nanb,由v= 知,vbva,选项B错误,D正确;由于nanb, 则频率fafb,ab,由x= 知,xaxb,选项 A、C正确。,知识点二 薄膜干涉及应用 探究导入: 如图所示是几种常见的薄膜干涉图样,这些干涉图样是怎样形成的呢?,提示:是由薄膜上、下表面反射光束相遇而产生的干涉。,【归纳总结】 1.薄膜干涉的形成:入射光经薄膜上表面反射后得第一束光,折射光经薄膜下表面反射,又经上表面折射后得第二束光,这两束光在薄膜的同侧,由同一入射振动分出,是相干光,属
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