2020高中物理第十三章光第7节第8节光的颜色色散激光学案新人教版选修3_.doc

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1、第7节光的颜色色散第8节激光1．知道白光是由多种色光组成的，知道光的色散及光谱的概念。2．知道薄膜干涉的原理、应用，及薄膜干涉中的色散。3．理解衍射时的色散，理解折射时的色散，知道光的折射率与波长的关系，知道光在介质中的传播速度与波长的关系。4．了解激光的特点和应用，了解全息照相的原理。一、光的颜色与色散1．双缝干涉实验中，条纹之间的距离与光波的波长成正比，用白光做实验时，得到彩色条纹，说明不同颜色的光，波长不同。2．光的色散与光谱(1)光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。(2)光谱：含有多种

2、颜色的光被分解后，各种色光按其波长有序排列。二、薄膜干涉中的色散竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用，下面厚，上面薄，因此在膜上不同的位置，来自前后两个面的反射光，频率相同，但路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现亮条纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，出现暗条纹。三、衍射时的色散用白光进行衍射实验时，得到的是彩色条纹，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造成的。四、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、青、蓝、紫，这说明：(1)透明物质对真空

3、中波长λ不同的光的偏折程度不同，折射率n也不一样，λ越小，n越大。-16-(2)又根据n＝，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，波速越小。(3)又根据sinC＝，在同一种物质中，不同波长的光波的临界角不同，波长越短，临界角越小。五、激光1．激光的特点和应用(1)相干性与应用①相干性：只有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光才是相干光，激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性。②应用：用来传播信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物，电磁波的频率越高，它所携带的信息量越大，所

4、以激光可以比无线电波携带更多的信息。(2)平行度及应用①平行度：激光的平行度非常好，所以它在传播很远的距离后仍能保持一定的强度。②应用：进行精确的测距。多用途的激光雷达不仅可以测量距离，而且能根据多普勒效应测出目标的运动速度。(3)亮度及应用①亮度高，它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。②可用激光束来切割、焊接以及在很硬的材料上打孔，医学上可以用激光做“光刀”来切开皮肤、切除肿瘤，还可以用激光“焊接”剥落的视网膜。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

5、息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。(2)原理：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，使参考光和物光在底片上相遇，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激光照射照片，从另一侧面观察。判一判(1)激光用于光纤通信是利用了它亮度高的特点。(　　)(2)激光可用做“光刀”来切开皮肤，是利用了激光的相干性好。(　　)(3)全息照相技术只能记录光波的强弱信息。(　　)提示：(1)×　(2)×　(3)×想一想-16-(1)太阳光谱由几种单色光组成？各单色光在同

6、种介质中的波长长短是如何排列的？提示：太阳光谱由七种色光组成，按各色光在同种介质中波长由长到短的顺序依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。(2)光从真空进入介质中，其频率、波长、波速如何变化？提示：光的频率是由光源的发光机理决定的，所以光由真空进入介质中时，光的频率不变，由n＝可知，光的传播速度减小，由v＝λf可知，波长变短。(3)利用激光测量地球到月球的距离，应用了激光哪方面的性质？提示：应用了其“平行度”非常好的性质。课堂任务　光的颜色、色散1．对光的颜色的理解：光的颜色由色光的频率决定。不同颜色的光频率

7、不同，在同种介质中传播时波长不同，波速不同；光由一种介质进入另一种介质时，频率不变，故光的颜色不变。2．色光特性比较各种色光红橙黄绿青蓝紫频率小→大波长长→短临界角(同种介质中)大→小折射率小→大波速(真空中)不变，c＝3×108m/s波速(介质中)大→小双缝干涉时所产生的条纹间距大→小经三棱镜折射时偏向角大小小→大3．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＝λ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

8、，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。4．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。-16-(2)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。如图所示。5．光的色散现象能