光颜色色散激光.ppt

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光颜色色散激光

光的颜色 色散 激光 一、通过棱镜的光线 1、棱镜 ⑴定义:各平面相交的透明体叫做棱镜。 横截面为三角形的棱镜叫 三棱镜。通常所说的棱镜指三棱镜。 问题:让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面,如图所示,试定性画出光通过棱镜的光路图。 (1)从玻璃棱镜的一个侧面射入的光线从另一侧面射出时向底面偏折. 2、棱镜对光线的作用 偏折角度 折射率越大,偏折角越大 理解底边含义(相对而言的)。 ⑵棱镜能改变光的传播方向,但不改变光束的性质。 a、平行光束通过棱镜后仍为平行光束; b、发散光束通过棱镜后仍为发散光束; c、会聚光束通过棱镜后仍为会聚光束。 3、棱镜成像: 问题:如果隔着棱镜看一个物体,就可以看到物体的像,那么像的位置与物体的位置相比向哪个方向偏移? 分析:将一个物点S放在棱镜前,从物点发出的两条光线经棱镜折射后射出,我们根据光沿直线传播的经验,认为光线是从它们的反向延长线的交点S’射出的, S就是S在棱镜中所成的像(如图所示)。这个虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移,物像同侧。 特点:隔着棱镜看物体的像是正立的虚像,像的位置向棱镜顶角方向偏移。 S S 二、光的色散: 1、实验探究:一束白光经过棱镜后会发生什么现象?这一现象说明了什么问题? 现象:白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带(红光在上端,紫光在最下端) 结论:①白光是由不同颜色的光组成的。 ② 棱镜材料对不同色光的折射率不同,对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大。 2.单色光:不能分解为其它颜色的光,称为单色光。 复色光:由若干种单色光合成的光叫做复色光。 3.色散:把复色光分解为单色光的现象叫光的色散。 4.正确理解光的色散: ①光的颜色由光的频率决定。在不同介质中,光的频率不变。 ② 同一介质对不同色光的折射率不同,频率高的折射率大。 ③ 不同频率的色光在真空中传播速度相同,为C=3×108m/s。但在其它介质中速度各不相同,在同一种介质中,紫光速度最小,红光速度最大。(V=c/n) 物理量 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 频率 折射率 同种介质中光速 同种介质中波长 逐增 逐减 逐增 变化趋势 逐增 5.光谱:复色光被分解后,各种色光按其波长(频率)有序排列起来,称为这种复色光的光谱。 下图是太阳光的光谱。 利用光谱可以知道该光是由哪些波长的光组成。 回顾:双缝干涉实验: 复述单色光干涉时的现象。 条纹间距的计算公式。 红滤色片 单缝 双缝 S1 S S2 屏幕 问题:我们用此装置来做白光的干涉实验会观察到什么现象呢? 单缝 双缝 S1 S S2 屏幕 1、现象: ①中央为白色亮条纹 ②明暗相间的彩色条纹 ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 三、白光的双缝干涉 2、解释: 由白光是复色光,各色光的波长不同,各色光所得到的干涉图样中,相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离也不同,各色光干涉后的条纹相叠加,在中央白色亮纹两边出现彩色条纹。 四、薄膜干涉 1、单色光 实验:观察黄光的薄膜干涉 现象:薄膜两表面反射的光互相叠加而成的明暗条纹,条纹是水平排列. 让一束光经薄膜的两个表面反射后,形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉. 解释:薄膜两表面反射的光互相叠加而成的。竖立的肥皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形,当光照在薄膜上时,从膜的前后表面各反射回一列光波,这两列波即是频率相同的相干光波,由于薄膜的厚度不同,这两列光波的路程差不同。当路程差为光波波长的整数倍时,则为波峰与波峰相遇,波谷与波谷相遇,使光波的振动加强,形成亮条纹;当光波的路程差为半波长的奇数倍时,则波峰与波谷相遇,光波的振动减弱,形成暗条纹 2、白色(复色)光的薄膜干涉 现象:明暗相间的彩色条纹 解释:由于白光是复色光,各色光的波长不同,各色光都发生薄膜干涉,但不同颜色的光在不同的位置相互加强,所以看起来肥皂泡是彩色的。 其它:路面上飘浮的油膜上的彩色条纹;蝴蝶等昆虫翅膀上的彩色花纹等都是薄膜干涉。 1.白光的薄膜干涉条纹 ——彩色条纹 2.水面上的油膜呈彩色 3.牛顿环(演示) 薄膜干涉的应用(一) ——检查表面的平整程度 取一个透明的标准样板,放在待检查的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 标准样板 待检部件 空气薄层 楔性空气薄层 标准样板 被检测平面 光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉. 如果被检测表面的平整的,将看到与底线平行的干涉条纹. 原因

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