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1、第十三章,光,第七節(jié) 光的顏色 色散 第八節(jié) 激光,課 前 預(yù) 習(xí),光的色散,頻率,波長,單色光,波長,1薄膜干涉中的色散 (1)薄膜干涉中相干光的獲得：光照射到薄膜上，在薄膜的前后兩個(gè)面_______的光是由同一個(gè)光波分解而成的，它們具有相同的_________、恒定的相位差及振動(dòng)方向。 (2)薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上時(shí)，在薄膜的不同位置，前后兩個(gè)面的反射光的_________不同，在某些位置兩列波疊加后相互加強(qiáng)，于是出現(xiàn)_____條紋；在另一些位置，兩列波相遇后相互削弱，于是出現(xiàn)______條紋。,色散,反射,頻率,路程差,亮,暗,2衍射時(shí)的色散 用白光進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的
2、是_________條紋，這是由于白光中包含各種顏色的光，不同色光亮條紋的_________不同造成的。 3折射時(shí)的色散 白光通過棱鏡折射后，由上到下的色光順序?yàn)椋杭t、_________________ __________，在同一種物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不一樣，波長越短，波速_________。,彩色,位置,橙、黃、綠、藍(lán)、,靛、紫,越小,激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均______，兩列相同激光相遇可以發(fā)生_______。激光是____________的相干光。,激光的產(chǎn)生,相同,干涉,人工產(chǎn)生,激光的特點(diǎn)及應(yīng)用,單一,恒定,相同,平行度,很遠(yuǎn),測距,信息
3、,范圍,時(shí)間,能量,切割,光刀,1與普通照相技術(shù)的比較 普通照相技術(shù)所記錄的只是光波的能量強(qiáng)弱信息，而全息照相技術(shù)還記錄了光波的_________信息。 2原理 全息照相的拍攝利用了光的_________原理，使_________和物光在底片上相遇，發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。這要求參考光和物光必須具有很高的_________性。 3觀察方向 觀察全息照片時(shí)要用_________照射照片，從另一側(cè)面觀察。,全息照相,相位,干涉,參考光,相干,激光,判一判 (1)光的顏色是由光的波長決定的。() (2)色散現(xiàn)象表明，白光是復(fù)色光。() (3)單色光通過棱鏡后也能發(fā)生色散。() (4)某單色光在
4、不同介質(zhì)中傳播時(shí)光的頻率、波長均不同。() (5)全息照相技術(shù)利用激光平行度好的特點(diǎn)。() (6)激光不能像無線電波那樣用來傳播信息。(),,,,,,,選一選 (多選)(江蘇徐州市2016年高二下學(xué)期期末)關(guān)于激光，下列說法正確的是 () A激光可從自然界中直接獲取 B用激光讀出光盤上的信息是利用了激光的平行度好 C醫(yī)學(xué)上用激光做“光刀”來切開皮膚是利用了激光的平行度好 D激光雷達(dá)測量目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度是利用了多普勒效應(yīng) 解析：激光是原子受激輻射產(chǎn)生的，不能從自然界直接獲取，A錯(cuò)；用激光做“光刀”是利用了激光的亮度高，C錯(cuò)；根據(jù)激光的特性可知B、D選項(xiàng)正確。,BD,答案：彩虹是因?yàn)樘柟庹丈涞娇罩?/p>
5、的圓形小水滴，經(jīng)小水滴的折射、反射形成色散而成的。 解析：彩虹，又稱天虹，簡稱虹，是氣象中的一種光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)太陽光照射到空氣中的水滴，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，雨后常見。形狀彎曲，色彩艷麗。彩虹是因?yàn)殛柟馍涞娇罩薪咏鼒A形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。,,,想一想 雨后初晴，往往會(huì)看到絢麗的彩虹，你知道彩虹是如何形成的嗎？,課 內(nèi) 探 究,如圖所示是一白光照射到三棱鏡上后出現(xiàn)的色散現(xiàn)象，請(qǐng)問玻璃對(duì)哪種色光的折射率最大，對(duì)哪種色光的折射率最??？ 提示：對(duì)紫光的折射率最大，對(duì)紅光的折射率最小。,探究一對(duì)色散的理解,1折射時(shí)的色散 (1)棱鏡 定義：光學(xué)研究中常用棱鏡的橫截面
6、為三角形，有的棱鏡的橫截面為梯形，通常都簡稱為棱鏡。,光學(xué)作用：光通過棱鏡后向它的橫截面的底邊方向偏折，如圖中所示的為光的偏向角，光的偏向角越大，棱鏡對(duì)光的偏折程度越大。棱鏡對(duì)光的傳播方向的改變遵循光的折射定律。,(2)光折射時(shí)的色散 一束白光通過三棱鏡后擴(kuò)展成由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色光組成的光帶，這種現(xiàn)象稱為折射時(shí)的色散。從圖中可以看出，紅光(波長較長)通過棱鏡后偏折的程度比其他顏色的光要小，而紫光(波長較短)偏折的程度比其他顏色的光要大。,2對(duì)光的顏色的理解 不同顏色的光，波長不同，頻率不同，而同種顏色的光在不同的介質(zhì)中折射率不同，速度和波長均不相同，但頻率相同，因此說光的顏色是由
7、頻率決定的，而不是由波長決定的。,3各種色光特性比較,(河北省雞澤縣一中2017年高二下學(xué)期期末)某棱鏡頂角41.30，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入，通過棱鏡折射后從另一個(gè)側(cè)面射出，在光屏上形成由紅到紫的彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角1逐漸減小到零的過程中，彩色光帶變化的情況是(根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)判斷) (),A,,,A紫光最先消失，最后只剩下紅光和橙光 B紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光和紅光 C紅光最先消失，最后只剩下紫光和藍(lán)光 D紅光最先消失，最后只剩下紫光、藍(lán)光和綠光 解題指導(dǎo)：根據(jù)光的折射和全反射臨界角分析判斷。 解析：各種色光均以相同的入射角射向某種介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)對(duì)不
8、同色光的折射率不同，則折射角就不同。介質(zhì)對(duì)它的折射率越大，在AB界面上折射時(shí)的折射角越小，而在AC界面上對(duì)應(yīng)的入射角越大，當(dāng)入射角減小時(shí)，折射光在AC面上的入射角增大。當(dāng)入射角減為零時(shí)，所有光線到AC面上時(shí)入射角均為41.30，結(jié)合上表可知：紫、藍(lán)、綠、黃四色光均在AC面發(fā)生全反射，且紫光最先消失，故選項(xiàng)A正確。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(西北大學(xué)附中2016年高二下學(xué)期期末)虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示。M、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為() A紫、紅、紅、紫 B紅
9、、紫、紅、紫 C紅、紫、紫、紅 D紫、紅、紫、紅 解析：白光中的可見光部分從紅到紫排列，對(duì)同一介質(zhì)的折射率n紫n紅，由折射定律知紫光的折射角較大，由光路可知，紫光將到達(dá)M點(diǎn)和Q點(diǎn)，而紅光到達(dá)N點(diǎn)和P點(diǎn)，故選A。,A,觀察薄膜干涉現(xiàn)象時(shí)，要在有光照的一側(cè)觀察還是在無光照的一側(cè)觀察？ 提示：在有光照的一側(cè)，因?yàn)楸∧じ缮媸乔昂髢蓚€(gè)面的反射光發(fā)生的干涉。,探究二薄膜干涉及其應(yīng)用,,1薄膜干涉的成因 如圖所示，豎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，從膜的前、后表面反射的兩列光波疊加，若兩列波疊加后互相加強(qiáng)，則出現(xiàn)亮紋；在另一些地方，疊加后互相減弱，則出現(xiàn)暗紋。故在
10、單色光照射下，就出現(xiàn)了明暗相間的干涉條紋；若在白光照射下，則出現(xiàn)彩色干涉條紋。,2薄膜干涉的應(yīng)用 (1)等傾法檢查平面平整度 如圖所示，被檢查平面B與標(biāo)準(zhǔn)樣板A之間形成了一個(gè)楔形的空氣薄膜，用單色光照射，入射光從空氣膜的上、下表面反射出兩列光波，形成干涉條紋。被檢查平面若是平的，空氣膜厚度相同的各點(diǎn)就位于一條直線上，干涉條紋平行；若被檢查表面某些地方不平，那里空氣膜產(chǎn)生的干涉條紋將發(fā)生彎曲。,特別提醒：對(duì)“增透”的理解：如果用宏觀的思維方式來理解，兩束反射光相互抵消，并沒有增加透射光的強(qiáng)度，因此，此過程只是“消反”，卻不能“增透”。其實(shí)光的干涉將引起整個(gè)光場分布的改變，但總的能量是守恒的，反射
11、光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增強(qiáng)。增透膜正是通過“消反”來確保“增透”的。,(多選)如圖所示，用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來檢查平面N的上表面的平滑情況，觀察到的圖象如圖乙所示的條紋中的P和Q的情況，這說明() AN的上表面A處向上凸起 BN的上表面B處向上凸起 CN的上表面A處向下凹陷 DN的上表面B處向下凹陷 解題指導(dǎo)：條紋朝高的地方偏，說明該處是凸的。反之，則凹。,BC,解析：利用光的薄膜干涉來檢查平面的平滑情況，就是由標(biāo)準(zhǔn)樣板平面和被檢查平面間形成一個(gè)楔形的空氣薄層，用單色光從上面照射，入射光在空氣層的上、下表面反射形成的兩列相干光束。如果被檢測的平面是平的，那么空氣層的厚度相
12、同的各點(diǎn)的干涉條紋在一條直線上。若是被測平面的某處凹下去了，這時(shí)干涉條紋就不在一條直線上，將與膜厚一些位置的干涉條紋形成同一級(jí)別的條紋。這是因?yàn)榘继幍膬墒瓷涔獾穆烦滩钭兇?，它只能與膜厚一些位置的兩反射光的路程差相同而形成同一級(jí)的條紋(路程差相同的干涉條紋為同一級(jí)，一般路程差大的干涉條紋級(jí)別高，路程差小級(jí)別低)，顯然凹處的級(jí)別增大，將與膜厚一些位置的干涉條紋形成同一級(jí)別的條紋。故選項(xiàng)C正確。 同理，若是被測平面某處凸起來了，則該處的干涉條紋將與膜薄一些位置的干涉條紋形成同一級(jí)別的條紋。故選項(xiàng)B正確。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(浙江省湖州市20172018學(xué)年高二下學(xué)期期末)關(guān)于甲、乙、丙、丁四個(gè)實(shí)驗(yàn)，以下說
13、法正確的是() 甲：單色光通過劈尖產(chǎn)生明暗條紋 乙：單色光通過牛頓環(huán)產(chǎn)生明暗條紋 丙：單色光通過雙縫產(chǎn)生明暗條紋 ?。簡紊馔ㄟ^單縫產(chǎn)生明暗條紋 A四個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為干涉條紋 B甲、乙兩實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為等距條紋 C丙實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的條紋間距越大，該光的頻率越大 D丁實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的明暗條紋為光的衍射條紋,D,解析：丁實(shí)驗(yàn)中，單色光通過單縫產(chǎn)生的明暗條紋為光的衍射條紋，其它三個(gè)均為光的干涉條紋，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；牛頓環(huán)產(chǎn)生明暗條紋是不等距的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；丙實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生的條紋間距越大，該光的波長越大，頻率越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；故選D。,激光作為一種人造光源在科研、通訊、工業(yè)生產(chǎn)、軍事科技等領(lǐng)域都有
14、著廣泛應(yīng)用，如激光干涉儀、激光切割機(jī)、激光炮等。激光的應(yīng)用如此廣泛，激光到底具有哪些特性？ 提示：激光具有單色性好、相干性好、亮度高、平行度好等特性。,探究三激光及應(yīng)用,1激光的產(chǎn)生 激光是人工產(chǎn)生的相干光。,2激光具有的特點(diǎn) (1)相干性好 所謂相干性好，是指容易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。普通光源發(fā)出的光(即使是所謂的單色光)頻率是不一樣的，而激光器發(fā)出的激光的頻率幾乎是單一的，并且滿足其他的相干條件。所以，現(xiàn)在我們做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，無需在雙縫前放一個(gè)單縫，而是用激光直接照射雙縫，就能得到既明亮又清晰的干涉條紋。利用相干光易于調(diào)制的特點(diǎn)傳輸信息，所能傳遞的信息密度極高，一條細(xì)細(xì)的激光束通過光纜可以同時(shí)
15、傳送一百億路電話和一千萬套電視，全國人民同時(shí)通話還用不完它的通訊容量。,(2)平行度非常好 與普通光相比，傳播相同距離的激光束的擴(kuò)散程度小，光線仍能保持很大的強(qiáng)度，保持它的高能量，利用這一點(diǎn)可以精確測距。現(xiàn)在利用激光測量地月距離精確度已達(dá)到1m。 (3)激光的亮度非常高 它可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量。如果把強(qiáng)大的激光束會(huì)聚起來，可使物體被照部分在千分之一秒的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生幾千萬度的高溫。 (4)激光單色性很好 激光的頻率范圍極窄，顏色幾乎是完全一致的。,3全息照相 如圖所示為拍攝全息照片的基本光路。同一束激光被分為兩部分，一部分直接照射到底片上(稱為參考光)，另一部分通過被拍攝物
16、反射后再到達(dá)底片(稱為物光)。參考光和物光在底片上相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干涉，形成復(fù)雜的干涉條紋。底片上某點(diǎn)的明暗程度反映了兩束光疊加后到達(dá)這點(diǎn)時(shí)光波的強(qiáng)弱。全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，要求參考光和物光有很高的相干性。,關(guān)于激光的應(yīng)用問題，下列說法中正確的是() A光纖通信是應(yīng)用激光平行度非常好的特點(diǎn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使其在光導(dǎo)纖維中傳遞信息的 B計(jì)算機(jī)內(nèi)的“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應(yīng)用激光有相干性的特點(diǎn) C醫(yī)學(xué)中用激光作“光刀”來切除腫瘤是應(yīng)用了激光亮度高的特點(diǎn) D“激光測距雷達(dá)”利用激光測量很遠(yuǎn)目標(biāo)的距離是應(yīng)用了激光亮度高的特點(diǎn) 解題指導(dǎo)：要了解激光的常見應(yīng)用，并知道應(yīng)用了激光的什么性質(zhì)。,
17、C,解析：由激光的特點(diǎn)及應(yīng)用可知光纖通信主要利用了激光的相干性，A錯(cuò)誤。計(jì)算機(jī)內(nèi)的“磁頭”讀出光盤上的信息主要應(yīng)用了激光的平行性好，B錯(cuò)誤。醫(yī)療中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特點(diǎn)，C正確。激光測距利用的是激光的平行度和方向性好的特點(diǎn)，D錯(cuò)誤。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3(多選)關(guān)于激光與自然光，下列說法正確的是( ) A激光的頻率單一，而自然光是含有各種色光頻率的光，所以激光的相干性好 B自然光是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的，而激光是人工產(chǎn)生的，所以激光不是由物質(zhì)的原子發(fā)射出來的 C激光和自然光都具有相同的本質(zhì)，它們都是由原子的躍遷產(chǎn)生的 D相干性好是激光與普通光的根本區(qū)別 解析：激光的頻率單一，相干性很好，
18、自然光中含有各種頻率的光，故A、D正確；激光和自然光都是由原子的躍遷產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤，C正確。,ACD,素 養(yǎng) 提 升,易錯(cuò)點(diǎn)：混淆了中空三棱鏡與普通三棱鏡 如圖所示，在水中有一厚度不計(jì)的薄玻璃片做成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從三棱鏡的右邊射出時(shí)發(fā)生色散，射出的可見光分布在a點(diǎn)和b點(diǎn)之間，則(),B,A從a點(diǎn)射出的是紅光，從b點(diǎn)射出的是紫光 B從a點(diǎn)射出的是紫光，從b點(diǎn)射出的是紅光 C從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紫光，從ab中點(diǎn)射出的是紅光 D從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紅光，從ab中點(diǎn)射出的是紫光,易錯(cuò)分析：選A的同學(xué)，錯(cuò)誤原因在于把中空的三棱鏡當(dāng)作了普通的三棱鏡。 “通過棱鏡的光線向底邊方向偏折”不適用于本題的條件，切忌生搬硬套。 正確解答：由紅光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏離原來方向比紅光嚴(yán)重，并且向頂端偏折，光路圖如圖所示，所以從a點(diǎn)射出的是紫光，從b點(diǎn)射出的是紅光，故選項(xiàng)B正確。,
2018-2019高中物理 第十三章 光 第7節(jié) 光的顏色 色散 第8節(jié) 激光課件 新人教版選修3-4.ppt
