高中物理第十三章光（第5课时）光的颜色、色散、激光教师用书新人教版选修3_4

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1、第5课时　光的颜色、色散、激光研究学考·把握考情]知识内容光的颜色、色散考试要求加试b教学要求1.知道光的颜色由频率决定，知道白光是由多种色光组成的2．了解光在双缝干涉、薄膜干涉、衍射及折射时的色散现象及成因3．知道不同色光在同一介质中的传播速度、折射率都不同4．了解薄膜干涉的原理及应用说明不要求定量分析涉及薄膜干涉的有关问题知识内容激光考试要求加试a教学要求1.知道激光与自然光的不同之处2．知道激光的特点3．知道激光的应用4．区分相干光与非相干光说明1.不要求了解激光的产生机理2．不要求了解全息照相原理基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1

2、．不同颜色的光，波长不同。白光是由多种色光组成的。2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。3．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列，就是光谱。即学即练]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B．在同一介质中红光的折射率比紫光的大C．在同一介质中红光的光速比紫光的大D．每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光解析　色散现象表明，棱镜对红光的折射率最小，由n＝可知，红光在棱镜中的速度最大。答案　C基础梳理]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实际的

3、光源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差。2．薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时，前后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍，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，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹。要点精讲]1．薄膜干涉中应注意的问题(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的光(眼睛与光源在膜的同一侧)。(2)用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹。2．薄膜干涉的应用(1)用干涉法检查平面的平整度。(2)光学仪器上的增透膜。【例1】如图1所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂薄膜的铁丝圈

4、，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的(　　)图1解析　铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处形成亮条纹，所以干涉条纹应是水平的。答案　D基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．衍射中的色散用白光做衍射实验，得到的条纹是彩色的。这是因为白光中包含了各种颜色的光，衍射时不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了。2．折射中的色散(1)一束白光通过棱镜而被折射后，在屏上的光斑是彩色的，这说明光

5、在折射过程中发生了色散。(2)透明物质对于波长λ不同的光的折射率n不一样，λ越小，n越大。(3)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。要点精讲]1．棱镜对光的传播方向的改变遵循光的折射定律。图2如图2所示中的θ为光的偏向角，光的偏向角越大，表示棱镜对光的偏折程度越大。2．光的颜色由光源的频率决定，与介质无关，与波长无关，波速由介质和光的频率共同决定。3．白光由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下表表示出来。各种色光红橙黄绿青蓝紫频率小→大波长长→短折射率小→大波速(介质中)大→小双缝干涉时所产生

6、的条纹间距大→小薄膜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【例2】如图3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3A．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侧光的传播速度解析　由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，据n＝可知a侧为紫光，b侧为红色，在真空中，红

7、光的波长大于紫光的波长，由n＝可以求出，在三棱镜中，红光的传播速度大于紫光的传播速度。答案　B基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　激光的特点及其应用特点性质应用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，具有高度的相干性光纤通信平行度激光的平行度非常好，在传播很远的距离后仍能保持一定的强度精确的测距；读取光盘上记录的信息等高亮度它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量用激光束切割、焊接；医学上可以用激光做“光刀”；激发核反应等即学即练]下列关于激光的说法正确的是(　　)A．激光可用于测距B．激

8、光能量十分集中，只可用于加工金属材料C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的