2017-2018学年高中物理人教版选修3-4教学案第十三章 第78节 光的颜色 色散 激光含解析

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1、第7、8节光的颜色__色散__激光1.光的颜色由频率决定，不同颜色的光波长不同。2．含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，这些单色光按波长的有序排列就是光谱。3．能使光色散的方法有：(1)薄膜干涉色散；(2)衍射色散；(3)折射色散。4．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。5．激光是人工产生的，具有相干性好、平行度好、亮度高的特点。一、光的颜色　色散1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同。图13712．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。如图1371。3．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色

2、光按其波长的有序排列。4．几种色散现象(1)薄膜干涉中的色散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，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，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，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹。(2)衍射时的色散用白光做衍射实验时，得到的条纹是彩色的。这是因为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。这种现象是光在衍射时的色散。13(3)折射时的色

3、散图1372如图1372说明白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这说明白光是由七色光组成的。5．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。二、激光1．激光的特点及应用特点性质应用相干性激光具有频率单一、相位差恒定、偏振方向相同的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性光纤通信平行度激光的平行度非常好，传播很远的距离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范围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2．全息照相(1

4、)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强弱信息，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。1．自主思考——判一判(1)色散现象表明白光是复色光。(√)(2)单色光通过棱镜后也能发生色散。(×)(3)某单色光在不同介质中传播时光的频率、波长均不同。(×)(4)激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点。(√)(5)激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用

5、激光的相干性好。(×)(6)全息照相技术只能记录光波的强弱信息。(×)132．合作探究——议一议(1)雨后天空出现的彩虹是怎样形成的？提示：由于光的折射发生了色散现象形成的。(2)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“平行度”非常好的性质。对光的色散的理解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1373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。图1373(2)由于介质中的光速v＝，故在同种介质中

6、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1373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，但都是明暗相同的单色条纹。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，即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。[典例]　(多选)如图1374，一束光

7、沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则(　　)13图1374A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距[解析]　a光的折射角更大，则玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度，在真空中，a光的波长小于b光的波长，A、B项正确，C项

8、错误；玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的临界角小，改变光束的入射方向使θ角变大，则折