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专题:衍射、折射时的色散
1.衍射时的色散
用白光进行衍射实验时,得到的是彩色条纹,这是由于白光中包含各种颜色的光,不同色光亮条纹的位
置不同造成的。
2.折射时的色散
(1)偏向角:光通过棱镜后向它的横截面的底边方向偏折,如图甲中的θ为光的偏向角,光的偏向角越
大,棱镜对光的偏折程度越大。
(2)白光通过棱镜时的色散:
①一束白光通过三棱镜后形成如图乙所示的光谱,由上到下的色光顺序为:红、橙、黄、绿、青、蓝、
紫。它说明白光是由这七种色光组成的复色光;
②结论:白光色散时,红光的偏向角最小,紫光的偏向角最大。这说明同种物质对波长不同的光的折射
率不一样,波长越短,折射率越大;
③不同色光在同种介质中有以下关系:f越大,λ越小,n越大,v越小,θ越大;f越小,λ越大,n越小,
v越大,θ越小。
3.各种色光特性比较
1
例题1
如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是()
A.红光的偏折角最大,紫光的偏折角最小B.红光的偏折角最小,紫光的偏折角最大
C.玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大
【答案】B
【解析】A选项,B选项:红光的偏折角最小,紫光的偏折角最大,故A错误,B正确;
C选项:玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率,故C错误;
D选项:玻璃中紫光的传播速度比红光小,故D错误.
故选B.
【标注】【知识点】光的色散
【素养】科学推理
练习1
如图所示,从点光源发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发
生色散现象,在光屏的间形成一条彩色光带.下面的说法中正确的是()
A.侧是红色光,侧是紫色光
B.在真空中侧光的波长小于侧光的波长
C.三棱镜对侧光的折射率大于对侧光的折射率
D.在三棱镜中侧光的传播速率大于侧光的传播速率
E.在同种条件下做双缝干涉实验,光的条纹间距小于光
2
【答案】BCE
【解析】红光的折射率小,所以偏折角小,故侧为红色光,侧为紫色光,红色光的波长比紫色
光的波长长,干涉条纹间距也大,在玻璃中的传播速率也大.
故选BCE.
【标注】【知识点】光的折射定律和应用
例题2
在一次讨论中,老师问道:假如水中相同深度处有、、三种不同颜色的单色点光源,有人在水面
上方同等条件下观测发现,在水下的像最深,照亮水面的面积比的大.关于这三种光在水中的性
质,同学们能做出什么判断?有同学回答如下:
①光的频率最大
②光的传播速度最小
③光的折射率最大
④光的波长比光的短
根据老师的假定,以上回答正确的是()
A.①②B.①③C.②④D.③④
【答案】C
【解析】方法一:由视深,知光的折射率最小,由光照亮的面积比的大,知临界角
,由,得折射率,则三种色光的折射率关系为,③
错,故选项B、D错误;由知三种色光的频率为,①错,故选项A错
误,则选项C正确.
故选C.
方法二:根据视深公式说明频率最小的光,水对它的折射率最小,在水下的像最深,所以
的折射率最小,频率最小,波长最大,传播速度最大,③错误,④正确;
照亮水面的圆面积的半径与临界角满足,又,照亮水面的面积比的
大,则的临界角大,水对的折射率小,所以的折射率最大,的频率最大,的传播速度最
小,①错误,②正确.所以正确的说法是②和④.
故选C.
【标注】【知识点】光的折射定律和应用
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