光的颜色色散激光课件.ppt

一、对色散的理解1.折射时的色散
(1)我们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.紫光的最大，红光的最小.(2)由于介质中的光速v=故在同种介质中折射率大的光速
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Δx=知，红光波长最长，Δx最大，紫光波长最短，Δx
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.色散现象的本质是同一种介质对频率不同的复色光的折射率不同，各种色光以相同的入射角射入介质时，折射角不同，折射方向不同，各种色光就分散开来，形成彩色光带.【典例1】一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正确的是()A.把温度计放在光屏上c色光的下方，示数增加最快
B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝干涉装置,则a光形成的干涉条纹的间距最大
C.a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D.让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中射入某一介质，若b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射【解题指导】解答本题可按以下流程进行分析:【标准解答】选A.同一介质对红光折射率最小，对紫光折射
率最大，所以a是紫光，c是红光.红外线具有热效应，温度计
放在其中，示数增加最快，故选项A正确；根据Δx=可
知，红光波长最长，干涉条纹间距最大，故选项B错误；根据
n=折射率大的速率小，所以va<vb<vc，故选项C错误；由于
nb>nc，根据sinC=，Cb<Cc，当b光恰能发生全反射时，c光
的入射角小于临界角，不会发生全反射，故选项D错误.【变式训练】(2011·三明高二检测)如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是()A.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
B.b侧光更容易产生衍射现象
C.若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光
D.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa>Δxb【解析】选B.根据色散形成的光谱，所以fa>fb,λa<λb，所
以b更容易产生衍射，故B正确；na>nb，根据n=，所以
va<vb，故选项A错误；sinC=，所以b光的临界角大，a光更
容易发生全反射，故选项C错误；根据Δx=可知，
Δxa<Δxb，故选项D错误.【变式备选】如图所示，一束红光和一束紫光平行入射到三棱镜上，经三棱镜折射后，交汇在同一点，若三棱镜对红光和紫光的折射率分别为n1和n2，红光和紫光的频率分别为f1和f2，则有()A.n1<n2，a为红光，b为紫光，f1>f2
B.n1<n2，a为紫光，b为红光，f1<f2
C.n1>n2，a为红光，b为紫光，f1>f2
D.n1>n2，a为紫光，b为红光，f1<f2
【解析】选B.由介质进入空气，光的频率不变，
故选项B正确.二、薄膜干涉及其应用1.用干涉法检查平面平整度
如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的.如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示.(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)2.增透膜
为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁.
如图所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光波产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零.一般取最小厚度d满足2d=(此波长为光在该种介质中的波长)
由于白光中含有多种波长的光，所以增透膜只能使其中一定
波长的光相消.因为人对绿光最敏感，一般选择对绿光起增透
作用的膜，所以在反射光中绿光强度几乎为零，而其他波长
的光并没有完全抵消，所以增透膜呈现淡紫色.增透膜的“增透”应理解为：两束反射光相互抵消，反射光的能量减少，由于总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强.增透膜是通过“消反”来确保“增透”的