高中物理 第十三章 7 光的颜色色散教材梳理教案[新人教版]选修3-41

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1、光的颜色色散知识·巧学一、光的颜色1.光的颜色光的频率决定光的颜色；不同颜色的光波长不同，在真空中λ=.误区警示光的颜色由光的频率决定，不要认为光的颜色由光的波长决定，这是因为同一种光在不同的介质里传播时，频率始终不变，但是波长却不一样.2.光的色散含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散.3.光谱的定义含有多种颜色的光被分解后，各色光按其波长的有序排列就叫光谱.深化升华红到紫七色光中波长依次减小;红到紫七色光中频率依次增大.二、薄膜干涉中的色散1.薄膜干涉的成因如图13-4-1所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列

2、光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹，故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹.图13-4-1深化升华(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的光，不是透过膜的光，眼睛与光源在膜的同一侧.(2)用单色光和白光分别照射同一膜，观察到的现象是不同的，用白光照射膜时，某一位置红光得到加强，其他颜色的光就被削弱，故在此位置看到的是红色，而另一位置则会看到黄色等其他颜色；而在单色照射下，则会出现明暗相间的条纹.2.薄膜干涉的应用（1）用干涉法检查平面：如图13-4-2所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的

3、空气薄膜，用单色光射入，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲.图13-4-25（2）增透膜:光学元件（透镜、棱镜）的表面涂一层薄膜，当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4时，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而相互抵消，达到减小反射光，增大透射光强度的作用.三、折射时的色散1.棱镜常用棱镜的横截面为三角形，有的棱镜的横截面为梯形，通常都简称为棱镜.2.棱镜的作用（1）可以改变光的传播方向；（2）可以使光发生色散.3.通过棱镜的

4、光线如图13-4-3所示，光线射到三棱镜上后，光路向着底面偏折，这是由于光在两个侧面上都发生了折射的缘故，偏角θ的大小与棱镜材料及入射角的大小有关.联想发散对一般棱镜而言，透过棱镜看物体，会看到物体的虚像，且虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移.误区警示因为常见的情景是如图13-4-3所示的情况，司空见惯，就认为一定是这样的.其实不然，若组成棱镜的材料相比周围介质而言是光疏介质，则光路向顶角偏折，如图13-4-4所示.图13-4-3图13-4-44.光折射的色散（1）概念：一束白光通过三棱镜后扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色组成的光带，这种现象称为折射时的色散.这种按一定次序排列的彩

5、色光带叫做光谱.（2）光折射的色散的成因:光谱的产生表明，白光是由各种单色光组成的复色光.由于各种单色光通过棱镜时偏折的角度不同，所以产生了色散现象.（3）规律：色散现象表明，棱镜材料对不同色光的折射率是不同的.紫光经棱镜后偏折程度最大，红光偏折程度最小，所以棱镜材料对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小.（4）由折射率的定义n=可知，在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大.各种不同颜色的光在真空中的传播速度是一样的，都等于3×108m/s.但不同色光在同一种介质（如玻璃）中的传播速度却不同，波长越长，波速越快.联想发散由于波速v=fλ，并且n=，所以折射率n=,λ1表示在真空中的波长，λ2表

6、示在介质中的波长.典题·热题知识点一折射中的色散例1红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射向三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且出射光线交于三棱镜底边延长线上的三点，三点到三棱镜底边中点的距离分别为s1、s2、s3，则（）A.s1=s2=s3B.s1＜s2＜s3C.s1＞s2＞s3D.s1＞s3＞s2解析：5依据色散知识可知，光线经过三棱镜将偏向三棱镜的底边，延长后交于三棱镜底边上的一点，此点到底边的距离与光线偏折的角度有关，偏折的角度越大，交点到底边中点的距离越小.因此，红光出射光线与底边延长线的交点距底边中点的距离大于黄光的，黄光的又大于绿光的，因此D项对.答案

7、：D巧解提示根据对不同色光的折射率不同，画出光路图，就很形象直观地解决这种问题.例2用薄玻璃片制成一个中间空的三棱镜放入水中，当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时，下面说法中正确的是（）A.各色光都向顶角偏折B.各色光都向底面偏折C.红色光的偏折角比紫光的大D.红色光的偏折角比紫光的小解析：薄玻璃片的厚度可以忽略不计，这样这个水中的“空气三棱镜”的折射率比周围水的折射率小，这与放在空气中的玻