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1、7光的颜色色散8激光,第十三章 光,内容索引,知识探究新知探究 点点落空,题型探究重点难点 各个击破,达标检测检测评价 达标过关,知识探究,用单色光做双缝干涉实验时，光屏上出现明暗相间的条纹，而用不同的色光，条纹间距不同，这说明什么？用白光做双缝干涉实验时光屏上出现了彩色条纹，这又说明什么？,一、光的颜色色散,答案在双缝干涉实验中，不同颜色的光的条纹间距不同，如红光条纹间距比黄光大，蓝光条纹间距比黄光小，这说明不同颜色的光的波长不同；白光干涉条纹是彩色的，说明白光是由多种色光组成的，发生干涉时白光被分解了.,答案,导学探究,色散 光谱 光的颜色1.白光是由多种 组成的，各色光的 不同.红到紫七
2、色光中波长依次 ，频率依次 .2.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.4.光从一种介质传播到另一种介质，波长发生 ，频率 ，颜色 (填“变化”或“不变”)，因此光的颜色由 决定.,知识梳理,色光,波长,减小,增大,单色光,波长,变化,不变,频率,不变,答案灯焰的像由明暗相间的水平条纹组成.如果用白光做实验，肥皂膜上会出现彩色水平条纹.,在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜.把这层液膜当做一个平面镜，用它观察灯焰的像如图1所示.这个像与直接看到的灯焰有什么不同？如果用
3、白光做实验情况又会如何？,二、薄膜干涉中的色散,答案,导学探究,图1,1.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 的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的 ，恒定的.2.薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的 光的路程差等于相应位置膜厚度的 ，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现 ；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现 .,知识梳理,反射,频率,相位差,2倍,反射,亮条纹,暗条纹,3.薄膜干涉中应注意的问题(1)观察的是从膜 两表面反射回来的光(眼睛与光源在膜的同一侧).(2)用单色光照射得到 的条纹，用白光照射得到 条纹.(3)每一条纹是 (
4、填“水平”或“竖直”)的.4.薄膜干涉的应用(1)用干涉法检查平面的 .(2)光学仪器上的 .,前、后,明暗相间,彩色,水平,平整度,增透膜,如图2所示为光线通过三棱镜的光路图，在光线进入棱镜时是远离法线还是靠近法线？光线从棱镜射出时，是远离法线还是靠近法线？用白光做实验，会观察到什么现象？,三、衍射和折射时的色散,答案进入棱镜时，靠近法线，离开棱镜时，远离法线.用白光做实验，会看到屏上出现彩色光带.,答案,导学探究,图2,1.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 不同.2.折射时的色散(1)光线经过棱镜后将向它的横截面的 方向偏折
5、.(2)不同色光经棱镜后的偏折程度不同，红光偏折程度最 ，紫光偏折程度最 .同一介质对于不同色光折射率n不同，越小，频率f越 ，n越 .,知识梳理,彩色,位置,底边,小,大,大,大,(3)根据n 在同一种介质中，不同波长的光波的传播速度 ，波长越短，波速越 .各种色光在同种介质中的速度从小到大排序依次为_ ，即红光的速度最 ，紫光的速度最 .,不一样,慢,v紫v蓝v橙,v红,大,小,激光作为一种人造光源在科研、通信、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等，如图3所示.激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？,四、激光的特点及应用,答案相干性强、平行度好、亮
6、度高.,答案,导学探究,图3,激光的特点及应用,知识梳理,相同,恒定,一致,平行度,会聚于一点,空间,时间,能量,1.判断下列说法的正误.(1)光的波长决定光的颜色.( )(2)水面上的油膜呈现彩色条纹，是油膜表面反射光与入射光叠加的结果.( )(3)白光通过单缝的衍射条纹是彩色的，说明白光衍射后可以改变颜色.( )(4)用激光做双缝干涉实验这是应用了激光具有高度的相干性的特点.( ),即学即用,答案,2.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色是光的_(填“干涉”“衍射”或“折射”)形成的色散现象；通过狭缝观察发光日光灯时看到的彩色条纹是光的_(填“干涉”“衍射”或“折射”)形成的色散现象.,干涉,衍
7、射,答案,题型探究,一、薄膜干涉,1.检查平面平整度的原理：光线经空气薄膜的上下两面的反射，得到两束相干光，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉条纹是等间距的.如果被检测平面某处凹下，则对应条纹提前出现，如果某处凸起，则对应条纹延后出现.2.增透膜的原理：在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，当路程差为半波长的奇数倍时，两光波相互削弱，反射光的能量几乎等于零.,例1用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为,答案,解析,解析由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度.因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的
8、楔形膜，厚度相等的位置在同一条水平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B正确.,1.由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的，所以观察时眼睛与光源应在膜的同一侧.2.在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此又叫等厚干涉，每一条纹都是水平的.3.用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹.,A.N的上表面A处向上凸起B.N的上表面B处向上凸起C.N的上表面A处向下凹陷D.N的上表面B处向下凹陷,例2(2017金华一中高二上学期段考)如图4甲所示，用单色光照射透明标准板M来检
9、查平面N的上表面的平滑情况，观察到如图乙所示条纹中的P和Q情况，这说明,答案,解析,图4,解析空气厚度从左向右依次增大，则两表面的反射光的路程差自左向右依次增大.当|r|k(k0,1,2)时，出现亮条纹，当|r| (k0,1,2)时，出现暗条纹.同一条纹上的各点对应的厚度相同(类比于地理上的等高线)，当条纹向左弯曲(P)说明等高线向左移动，即现在N板A处相对M板的高度和A处右边点相对M板的高度相同，即相对高度变大，A处下凹.当条纹向右弯曲(Q)，说明等高线右移，即现在B处的相对高度和B处左边点的相对高度相同，B处上凸.B、C正确.,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矮
10、人行走法.即把干涉条纹看成“矮人”的直立行走轨迹.让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走.始终保持脚踏被测板，头顶样板，在行走过程中：(1)若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为凹下.(2)若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为凸起.因此，条纹向薄膜尖端弯曲时，说明下凹，反之，上凸.,二、折射时的色散,1.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，按折射率从小到大依次排列为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫.2.在同一介质中，不同色光的传播速度不同，红光的折射率小，传播速度大；紫
11、光的折射率大，传播速度小.,例3(2018苍南检测)如图5所示，从点光源S发出的一细束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,图5,A.a侧是红色光，b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光的折射率小于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度,答案,解析,解析红光的折射率小于紫光的折射率，经过三棱镜，红光的偏折角小于紫光的偏折角，则a侧是紫色光，b侧是红色光，A错；由题图知a侧光的偏折角大，三棱镜对a侧光的折射率大，a侧光的波长小，B对，C错；三棱镜对a侧光
12、的折射率大，由v 知，在三棱镜中a侧光的传播速度小于b侧光的传播速度，D错.,三、激光的特点和应用,例4关于激光的应用问题，下列说法中正确的是A.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B.光驱内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光相干性好的特点C.医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的 特点,答案,解析,解析由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性，A错误.光驱内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好，B错误.医学中的激光“光刀”利用了激光的
13、亮度高的特点，C正确.“激光测距雷达”利用的是激光的平行度和方向性好的特点，D错误.,达标检测,1,2,3,4,1.(薄膜干涉)(2017浙江鲁迅中学适应性考试)用如图6所示的实验装置在暗室中探究光的性质，左侧是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，下列说法中正确的是A.条纹呈黄白相间B.条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定C.酒精灯火焰发出两种不同颜色的光照射到薄膜上，形 成干涉条纹D.图中从肥皂液薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到衍射条纹,答案,图6,A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上、 下两表面反射形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗条纹是由
14、于上述两列反射光的 波谷与波谷叠加的结果C.将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧,答案,图7,解析,1,2,3,4,2.(薄膜干涉)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图7所示，这时可以看到明暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是,解析根据薄膜干涉的产生原理，上述现象是由空气膜上、下两表面反射的两列光叠加而成的，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇叠加时，振动加强，形成亮条纹，所以A项正确，B项错误；因相干光是反射光，故观察薄膜干涉时，应在入射光的同一侧，故D项错误；根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的
15、，当上玻璃板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C项正确.,1,2,3,4,1,2,3,4,3.(折射中的色散)如图8所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光.如果光束b是蓝光，则光束a可能是A.红光 B.黄光C.绿光 D.紫光,答案,解析,解析由题图可知，可见光穿过玻璃砖后，发生了色散，其中a光的侧移距离大于b光的侧移距离，说明玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率，同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色光的折射率依次增大，由于b光是蓝光，故只有D选项符合题意.,图8,解析由于激光站与火箭相距较远，为了减少能量损失，必须要求激光具有很好的平行度，同时利用激光的高能量特点.,1,2,3,4,4.(激光的应用)激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空.激光火箭利用了激光的A.单色性好 B.平行度好C.高能量 D.相干性好,答案,解析,