13.7光的颜色_色散(上课用).ppt

人眼视网膜上的两种感光细胞 1.视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光； 2.视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）的光。人眼依靠视锥细胞分辨颜色。 薄膜干涉条纹间距与波长和角度的关系： 4 、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉。 * * 彩虹－－摄于西藏阿里高原 地上的油膜 肥皂泡 13.7光的颜色 色散 一.光的颜色 色散 条纹间距的计算公式？ 单缝 双缝 S1 S S2 屏幕 结论：不同颜色的光，波长不同 单缝 双缝 S1 S S2 屏幕 现象： ①中央为白色亮条纹 ②两侧为彩色条纹 白光的双缝干涉 结论： 白光是由多种颜色的光组成，称为复色光。 发生干涉时不同颜色的光波长不同，导致条纹间距不同，白光被分解开。 光的颜色 波长λ(nm) 频率 f(1014Hz) 光的颜色 波长λ(nm) 频率 f(1014Hz) 红 760～630 3.9～4.8 绿 570～500 5.3～6.0 橙 630～600 4.8～5.0 青 蓝 500～450 450～430 6.1～6.7 6.7～7.0 黄 600～570 5.0～5.3 紫 430～400 7.0～7.5 各色光在真空中的波长和频率 光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色 光的现象叫做光的色散。 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称为光谱。 太阳光谱 形状和颜色是怎样形成的？ 地上的油膜呈彩色 肥皂泡呈彩色 现象：薄膜两表面反射的光互相叠加而形成的明暗相间的条纹，条纹成水平排列 二.薄膜干涉中的色散 1.单色光薄膜干涉 实验：观察黄光的薄膜干涉 由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。光从薄膜的前后两个表面反射出来两列光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。 原理: 前表面 后表面 二.薄膜干涉中的色散 光程差为波长的整数倍，即膜的厚度满足半波长的整数倍.形成黄色的亮条纹。 光程差为半波长的奇数倍，形成暗条纹。即膜的厚度满足1/4波长的奇数倍. 为什么白光照射时是彩色条纹? d=nλ/2 d=(2n+1)λ/4 膜的厚度对条纹间距的影响? 原理: 二.薄膜干涉中的色散 明 明 暗 暗 d1 d2 d3 d4 d1 d2 θ θ Δx d1=nλ/2 d2=(n+1)λ/2 结论： 顶角θ越小，条纹间距越大；波长越大，条纹间距越大。 注意：（λ为薄膜中的波长） 1.在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方。 3.如薄膜厚度均匀变化，用单色光照射，条纹间距相等；用白光照射，在同一厚度某一波长的光反射后增强，另一波长的光也可能减弱，故呈现等间隔彩色条纹。 2.由于普通光相干长度极短，所以薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹。 规律分析： 二.薄膜干涉中的色散 规律分析： 二.薄膜干涉中的色散 5 、顶角θ越小，条纹间距越大；波长越大，条纹间距越大。 镀层薄膜 在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。 三.薄膜干涉的应用 1.增透膜 消弱 增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？ 是否对所有颜色的光都有增透的作用？ 薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。??? 因为人眼对绿光最敏感，所以一般增 强绿光的透射，即当白光照到(垂直)增透膜上，绿光产生相消干涉，反射光中绿光的强度几乎是零。这时其他波长的光(如红光和紫光)并没有被完全抵消。因此，增透膜呈绿光的互补色——淡紫色。 三.薄膜干涉的应用 1.增透膜 标准样板 待检部件 空气薄层 取一个透明的标准样板，放在待检查部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹 三.薄膜干涉的应用 2.检查表面的平整程度 如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的； 如果观察到的干涉条纹发生弯曲，则表示被检测表面微有凸起或凹下。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。 (a) (b) (c) 单色光 标准样板 薄片 被检测平面 注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度 三.薄膜干涉的应用 2.检