1、彩虹是怎么產生的彩虹是怎么產生的? ?第第一、光的顏色一、光的顏色 色散色散 在雙縫干涉實驗中，各種顏色的光都會發生干涉，在雙縫干涉實驗中，各種顏色的光都會發生干涉，但條紋之間的距離不一樣。但條紋之間的距離不一樣。 根據根據 條紋之間的距離與光的波長成正比，因條紋之間的距離與光的波長成正比，因此此能夠斷定，能夠斷定，不用顏色的光，波長不同不用顏色的光，波長不同。 用白光做雙縫干涉實驗用白光做雙縫干涉實驗 用白光做雙縫干涉實驗，由于白光內各種單色用白光做雙縫干涉實驗，由于白光內各種單色光的干涉條紋間距不同，在屏上會出現彩色條紋光的干涉條紋間距不同，在屏上會出現彩色條紋屏上會出現彩色條紋屏上會出現

2、彩色條紋. 發生干涉時由于不同顏色的條紋間距不同，白光被分解了。發生干涉時由于不同顏色的條紋間距不同，白光被分解了。 含有多種顏色的光被分解為單色光含有多種顏色的光被分解為單色光的現象叫做的現象叫做光的色散光的色散（dispersion）。）。人眼視覺特點： 人眼視網膜上的兩種感光細胞人眼視網膜上的兩種感光細胞（1）視桿細胞：對光敏感，不能區分不同波）視桿細胞：對光敏感，不能區分不同波長（頻率）的光。長（頻率）的光。（2）視錐細胞：對光敏感度不如視桿細胞，）視錐細胞：對光敏感度不如視桿細胞，但能區分不同波長（頻率）的光。但能區分不同波長（頻率）的光。一、光的顏色一、光的顏色 色散色散各色光在真

3、空中的波長和頻率 c =f 不同的色光在真空中的傳播速度相不同的色光在真空中的傳播速度相同，所以波長不同的色光，它們的頻率同，所以波長不同的色光，它們的頻率也不同。也不同。一、光的顏色一、光的顏色 色散色散真空中波長(nm)頻率( 10 Hz)光譜：光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長的有序排列。長的有序排列。太陽光譜太陽光譜1 1、概念：、概念：讓一束光經薄膜的兩個表面反射后，形讓一束光經薄膜的兩個表面反射后，形成的兩束反射光產生的干涉現象叫成的兩束反射光產生的干涉現象叫薄膜干涉薄膜干涉（2）原理：）原理： 薄膜的前后兩表面反射光疊加而產生

4、。薄膜的前后兩表面反射光疊加而產生。（3）規律：）規律：2d=n時，亮條紋時，亮條紋2d=（n+1/2） 時時 ，暗條紋，暗條紋（4）產生干涉條紋的條件：）產生干涉條紋的條件：薄膜厚度有變化薄膜厚度有變化（1）現象：）現象：水平明暗相間條紋水平明暗相間條紋二、薄膜干涉中的色散 條紋是水平方向的條紋是水平方向的：因為在同一水平高因為在同一水平高度處，薄膜的厚度相同，從前后兩表面反射的光度處，薄膜的厚度相同，從前后兩表面反射的光的路程差均相同，如果此時兩反射光互相加強，的路程差均相同，如果此時兩反射光互相加強，則此高度水平方向各處均加強，因此，明暗相間則此高度水平方向各處均加強，因此，明暗相間的干

5、涉條紋應為水平方向。的干涉條紋應為水平方向。 豎直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、豎直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同顏色的光的波長不同，從前后兩下面厚，由于不同顏色的光的波長不同，從前后兩個表面反射的光，在不同的位置被加強，換句話說，個表面反射的光，在不同的位置被加強，換句話說，不同顏色的光對應亮條紋的位置不同，不能完全重不同顏色的光對應亮條紋的位置不同，不能完全重合，因此看起來是彩色的合，因此看起來是彩色的。白光的薄膜干白光的薄膜干涉涉彩色條紋彩色條紋2、 例例1 1、用單色光照射肥皂薄膜（、用單色光照射肥皂薄膜（ ）A.A.看到的干涉圖樣是明暗相間的條紋看到的

6、干涉圖樣是明暗相間的條紋; ;B.B.從光源發出的光與肥皂膜表面反射從光源發出的光與肥皂膜表面反射的光發生干涉的光發生干涉, ,形成干涉圖樣。形成干涉圖樣。C.C.一束入射光從薄膜的前表面和后表一束入射光從薄膜的前表面和后表面分別反射出來面分別反射出來, ,形成兩列波形成兩列波, ,這兩列這兩列波頻率相同波頻率相同, ,所以可以產生干涉所以可以產生干涉; ;D.D.若改用白光照射則看不到干涉條紋。若改用白光照射則看不到干涉條紋。AC1、水面上的油膜呈彩色、水面上的油膜呈彩色2 2、牛頓環（演示）、牛頓環（演示）各種薄膜干涉各種薄膜干涉3、用手緊壓兩塊玻璃板看到彩色條紋，用手緊壓兩塊玻璃板看到彩

7、色條紋，4、蝴蝶等昆蟲翅膀上的彩色花紋、蝴蝶等昆蟲翅膀上的彩色花紋干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環干涉圖樣：中央疏邊沿密的同心圓環干涉現象是由于凸透鏡干涉現象是由于凸透鏡下下表面表面反射光和玻璃反射光和玻璃上表面上表面反射光疊加形成的反射光疊加形成的干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的勻變化的3、牛頓環三、薄膜干涉的應用（一）三、薄膜干涉的應用（一）檢查表面的平整程度檢查表面的平整程度取一個透明的標準樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一取一個透明的標準樣板，放在待檢查的部件表面并在一端墊一薄片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個楔形空氣膜，薄

8、片，使樣板的平面與被檢查的平面間形成一個楔形空氣膜，用單色光從上面照射，入射光從用單色光從上面照射，入射光從空氣層的上下表面反射空氣層的上下表面反射出出兩列光形成相干光，從反射光中就會看到干涉條紋兩列光形成相干光，從反射光中就會看到干涉條紋標準樣板標準樣板待檢部件待檢部件空氣薄層空氣薄層楔性空氣薄層楔性空氣薄層2223左凹左凹 右凸右凸 如圖甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從如圖甲所示，兩板之間形成一層空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉圖樣上向下照射，如果被檢測平面是光滑的，得到的干涉圖樣必是等間距的。如果被測表面某處凹下，則對應亮條紋必是等間距的。如果被

9、測表面某處凹下，則對應亮條紋(或或暗條紋暗條紋)提前出現，如圖乙中提前出現，如圖乙中P條紋所示；如果某處凸起來，條紋所示；如果某處凸起來，則對應條紋延后出現，如圖乙中則對應條紋延后出現，如圖乙中Q所示。所示。 (注：注：“提前提前”與與“延延后后”不是指在時間上，而是不是指在時間上，而是指由左到右的位置順序上指由左到右的位置順序上)三、薄膜干涉的應用（一）三、薄膜干涉的應用（一）檢查表面的平整程度檢查表面的平整程度例例2.2.下圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃的下圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平整的裝置，檢查中所觀察到的上表面是否平整的裝置，檢查中所觀察到的干涉條紋如圖乙所示，則干涉

10、條紋如圖乙所示，則 ( )( )A.A.產生干涉的兩列光波分別是由產生干涉的兩列光波分別是由a a的上表面的上表面和和b b的下表面反射的的下表面反射的B.B.產生干涉的兩列光波分別是由產生干涉的兩列光波分別是由a a的下表面和的下表面和b b的上表面反射的的上表面反射的C.C.被檢查的玻璃表面有凸起被檢查的玻璃表面有凸起D.D.被檢查的玻璃表面有凹陷被檢查的玻璃表面有凹陷BD 被測平面凹下被測平面凹下(或凸起或凸起)的形象判斷法的形象判斷法矮人行走法矮人行走法。即把干涉條紋看成即把干涉條紋看成“矮人矮人”的行走軌跡。讓一個小矮人的行走軌跡。讓一個小矮人在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳

11、踏被測板，在兩板間沿著一條條紋直立行走，始終保持腳踏被測板，頭頂樣板，在行走過程中：若遇一頭頂樣板，在行走過程中：若遇一凹下凹下，他必向薄膜的，他必向薄膜的尖端尖端去繞，方可按上述要求過去，即條紋某處彎向薄膜去繞，方可按上述要求過去，即條紋某處彎向薄膜尖端，該處為一凹下；若遇一尖端，該處為一凹下；若遇一凸起凸起，他必向薄膜的，他必向薄膜的底部底部去繞，方可按上述要求過去，即條紋某處彎向薄膜底部，去繞，方可按上述要求過去，即條紋某處彎向薄膜底部，該處為一凸起。該處為一凸起。薄膜干涉的應用薄膜干涉的應用（二）（二）增透膜增透膜鍍層鍍層薄膜薄膜在透鏡或棱鏡的表面上涂上一層薄膜在透鏡或棱鏡的表面上涂上

12、一層薄膜( (一般用氟化鎂一般用氟化鎂) )。當。當薄膜的厚度適當時，在薄膜的兩個表面上反射路程度恰好薄膜的厚度適當時，在薄膜的兩個表面上反射路程度恰好等于半個波長，因而互相抵消，這就大大減小光的反射損等于半個波長，因而互相抵消，這就大大減小光的反射損失，增強了透射光的強度，這種薄膜叫失，增強了透射光的強度，這種薄膜叫增透膜增透膜。圖圖1376 名師點睛名師點睛增透膜的增透膜的“增透增透”應理解為：兩束反應理解為：兩束反射光相互抵消，反射光的能量減少，由于總的能量是守射光相互抵消，反射光的能量減少，由于總的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得恒的，反射光的能量被削弱了，透射

13、光的能量就必然得到增強。增透膜是通過到增強。增透膜是通過“消反消反”來確保來確?！霸鐾冈鐾浮钡?。的。例例3.3.為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失，可在為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失，可在透鏡表面涂上一層增透膜，一般用折射率為透鏡表面涂上一層增透膜，一般用折射率為1.381.38的氟化的氟化鎂，為了使波長為鎂，為了使波長為5.525.521010-7-7 m m的綠光在垂直表面入射的綠光在垂直表面入射時使反射光干涉相消，求所涂的這種增透膜的厚度時使反射光干涉相消，求所涂的這種增透膜的厚度. .【解析】【解析】增透膜的厚度為綠光在膜中波長的增透膜的厚度為綠光在膜中波長的 設綠光在真空

14、設綠光在真空中的波長為中的波長為0 0，在增透膜中的波長為，在增透膜中的波長為，由關系式得：，由關系式得： 所以增透膜厚度所以增透膜厚度答案：答案：1 11010-7 -7 m m 7075.52 10 dm44n4 1.38 1 10 m. 00fcnvfn ，即， 例例4.4.市場上有種燈具俗稱市場上有種燈具俗稱“冷光燈冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產生的熱用它照射物品時能使被照物品處產生的熱效應大大降低，從而廣泛應用于各種場所，效應大大降低，從而廣泛應用于各種場所，這種燈降低熱效應的原理之一是燈泡后面這種燈降低熱效應的原理之一是燈泡后面放置的反光鏡的表面上鍍有一層薄膜放置的反光鏡

15、的表面上鍍有一層薄膜( (例例如氟化鎂如氟化鎂) )，這種膜能消除不鍍膜時表面，這種膜能消除不鍍膜時表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線，以反射回來的熱效應最顯著的紅外線，以表示此紅外線在薄膜中的波長，則所鍍薄表示此紅外線在薄膜中的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為膜的厚度最小應為( )( )A.A. / /8 B.8 B. / /4 C.4 C. /2 D./2 D.B例例5.登山運動員在登雪山時要注意防止紫登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力。有人想利用薄膜干

16、涉的原理設壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為，所要消除的紫外線的頻率為8.11014Hz，那么它設計的這種，那么它設計的這種“增反增反膜膜”的厚度至少是多少？的厚度至少是多少？ 例例6.6.高層建筑物外墻大量使用的是幕墻玻璃，高層建筑物外墻大量使用的是幕墻玻璃，在白天，外面的人看不見室內的物體，而室內在白天，外面的人看不見室內的物體，而室內的人卻能看見室外的景物，其原因是（的人卻能看見室外的景物，其原因是（ ）A A在玻璃的

17、外表面涂有增透膜在玻璃的外表面涂有增透膜B B在玻璃的外表面涂有高反射膜（即對光的反在玻璃的外表面涂有高反射膜（即對光的反射率遠大于透射率的物質）射率遠大于透射率的物質）CC在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物質在玻璃的外表面涂有大量吸收光的物質D D在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜B四、衍射時的色散四、衍射時的色散 用白光做單縫衍射實驗用白光做單縫衍射實驗, ,得到的條紋是得到的條紋是彩色的彩色的, ,為什么為什么? ?因為白光中包含了各種顏色的光因為白光中包含了各種顏色的光, ,衍射時不衍射時不同色光的亮條紋的位置不同同色光的亮條紋的位置不同, ,于是各種色

18、光于是各種色光就區分開了就區分開了. .這個現象是光在衍射時的色散。這個現象是光在衍射時的色散。五、折射時的色散五、折射時的色散1、棱鏡、棱鏡定義：各平面相交的透明體叫做棱鏡。定義：各平面相交的透明體叫做棱鏡。橫截面為三角形的棱鏡叫橫截面為三角形的棱鏡叫 三棱鏡三棱鏡。通常所說的通常所說的棱鏡棱鏡指三棱鏡。指三棱鏡。問題問題: :讓一束單色光從空氣射向玻璃棱鏡的一個側面，讓一束單色光從空氣射向玻璃棱鏡的一個側面，如圖所示，試定性畫出光通過棱鏡的光路圖。如圖所示，試定性畫出光通過棱鏡的光路圖。 (1)從玻璃棱鏡的一個側面從玻璃棱鏡的一個側面射入的光線從另一側面射出時射入的光線從另一側面射出時向底

19、面偏折向底面偏折2、棱鏡對光線的作用、棱鏡對光線的作用偏折角度偏折角度折射率越大，偏折角越大折射率越大，偏折角越大理解底邊含義理解底邊含義（相對而言的）。（相對而言的）。 棱鏡能改變光的傳播方向，但不改變光束的性質。棱鏡能改變光的傳播方向，但不改變光束的性質。 a、平行光束通過棱鏡后仍為平行光束；、平行光束通過棱鏡后仍為平行光束； b、發散光束通過棱鏡后仍為發散光束；、發散光束通過棱鏡后仍為發散光束； c、會聚光束通過棱鏡后仍為會聚光束。、會聚光束通過棱鏡后仍為會聚光束。 3 3、棱鏡成像：、棱鏡成像：問題：問題：如果隔著棱鏡看一個物體，就可以看到物體的像如果隔著棱鏡看一個物體，就可以看到物體

20、的像，那么像的位置與物體的位置相比向哪個方向偏移？，那么像的位置與物體的位置相比向哪個方向偏移？分析：分析：將一個物點將一個物點S S放在棱鏡前，放在棱鏡前，從物點發出的兩條光線經棱鏡折射從物點發出的兩條光線經棱鏡折射后射出，我們后射出，我們根據光沿直線傳播的根據光沿直線傳播的經驗，認為光線是從它們的反向延經驗，認為光線是從它們的反向延長線的交點長線的交點S S射出的射出的， S S 就是就是S S在在棱鏡中所成的像（如圖所示）。這棱鏡中所成的像（如圖所示）。這個虛像的位置比物體的實際位置向個虛像的位置比物體的實際位置向頂角方向偏移，物像同側。頂角方向偏移，物像同側。特點：特點：隔著棱鏡看物體

21、的像是隔著棱鏡看物體的像是正立的正立的虛虛像，像的位置向棱鏡像，像的位置向棱鏡頂角方向偏移。頂角方向偏移。 SS4實驗探究：實驗探究：一束白光經過棱鏡后會發生什么現象一束白光經過棱鏡后會發生什么現象?這這一現象說明了什么問題？一現象說明了什么問題？ 現象現象：白白光經過棱鏡光經過棱鏡后在光屏上后在光屏上形成一條彩形成一條彩色的光帶色的光帶（紅光在上紅光在上端端，紫光在紫光在最下端最下端)結論結論：白光是由不同顏色的光組成的。白光是由不同顏色的光組成的。 棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大。的折射率最小，對紫光的折射率最大

22、。紅紅 橙橙黃黃 綠綠 青青藍藍 紫紫2單色光：不能分解為其它顏色的光，稱為單色光。單色光：不能分解為其它顏色的光，稱為單色光。 復色光：由若干種單色光合成的光叫做復色光。復色光：由若干種單色光合成的光叫做復色光。3色散：把復色光分解為單色光的現象叫光的色散。色散：把復色光分解為單色光的現象叫光的色散。 4 4正確理解光的色散：正確理解光的色散：光的顏色由光的頻率決定。在不同介質中，光的頻光的顏色由光的頻率決定。在不同介質中，光的頻率不變。率不變。 同一介質對不同色光的折射率不同，頻率高的折射同一介質對不同色光的折射率不同，頻率高的折射率大。率大。 不同頻率的色光在真空中傳播速度相同，為不同頻

23、率的色光在真空中傳播速度相同，為c c3 310108 8m ms s。但在其它介質中速度各不相同，在同一。但在其它介質中速度各不相同，在同一種介質中，紫光速度最小，紅光速度最大。種介質中，紫光速度最小，紅光速度最大。(V=c/n)(V=c/n)2、各各種種色色光光特特性性的的比比較較各種色光各種色光紅橙黃綠青藍紅橙黃綠青藍紫紫頻率頻率小小大大折射率折射率小小大大經三棱鏡折射時的偏向經三棱鏡折射時的偏向角角小小大大波長波長長長短短介質中的波速介質中的波速大大小小雙縫干涉的條紋間距雙縫干涉的條紋間距大大小小薄膜干涉的條紋間距薄膜干涉的條紋間距大大小小(1)光的頻率光的頻率(顏色顏色)由光源決定，

24、與介質無關，光的波由光源決定，與介質無關，光的波長、波速與介質有關。長、波速與介質有關。(2)同一介質中，頻率越大的光同一介質中，頻率越大的光折射率越大，其他特點可由折射率越大，其他特點可由n等知識推導。等知識推導。例例7如圖如圖1373所示的四幅圖表示一束白光通過三棱鏡所示的四幅圖表示一束白光通過三棱鏡的的 光路圖，其中正確的是光路圖，其中正確的是 () 圖圖1373解析：解析：因光在棱鏡的兩個側面上發生折射，每次折射都因光在棱鏡的兩個側面上發生折射，每次折射都向底邊偏折，并且玻璃對不同單色光的折射率不同，不向底邊偏折，并且玻璃對不同單色光的折射率不同，不同單色光在同一側面的偏折角就不同。同

25、單色光在同一側面的偏折角就不同。答案：答案：D例例8白光通過三棱鏡發生色散時，紅光比紫光偏折得輕，白光通過三棱鏡發生色散時，紅光比紫光偏折得輕，這這 說明說明 ()A不同顏色的光在真空中的光速不同不同顏色的光在真空中的光速不同B對同一介質，紅光的折射率比紫光小對同一介質，紅光的折射率比紫光小C在同一介質中，紅光的光速比紫光小在同一介質中，紅光的光速比紫光小D每種顏色的光通過三棱鏡都會分成幾種顏色的光每種顏色的光通過三棱鏡都會分成幾種顏色的光解析：解析：三棱鏡的色散說明白光是復色光，相同的介質對三棱鏡的色散說明白光是復色光，相同的介質對不同頻率的光折射率不同，頻率越大折射率越大，在該不同頻率的光

26、折射率不同，頻率越大折射率越大，在該介質中的速度越小，所有光在真空中的光速相同。綜上介質中的速度越小，所有光在真空中的光速相同。綜上只有只有B項正確。項正確。答案：答案：B例例9 9、(2011(2011福州高二檢測福州高二檢測) )如圖所示，一束白光通過玻璃棱如圖所示，一束白光通過玻璃棱鏡發生色散現象，下列說法正確的是鏡發生色散現象，下列說法正確的是( )( )A.A.紅光的偏折最大，紫光的偏折最小紅光的偏折最大，紫光的偏折最小B.B.紅光的偏折最小，紫光的偏折最大紅光的偏折最小，紫光的偏折最大C.C.玻璃對紅光的折射率比紫光大玻璃對紅光的折射率比紫光大D.D.玻璃中紫光的傳播速度比紅光大玻

27、璃中紫光的傳播速度比紅光大【解析】【解析】選選B.B.根據色散，可知上端是紅光，下端是紫光；紅根據色散，可知上端是紅光，下端是紫光；紅光的偏折角最小，紫光的偏折角最大，故選項光的偏折角最小，紫光的偏折角最大，故選項A A錯誤，錯誤，B B正確正確. .紫光的折射率大于紅光的折射率，故選項紫光的折射率大于紅光的折射率，故選項C C錯誤；根據錯誤；根據n= n= 可可知，選項知，選項D D錯誤錯誤. .cv例例1010、(2011(2011三明高二檢測三明高二檢測) )如圖所示，從點光源如圖所示，從點光源S S發出的一發出的一束細白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經過三棱鏡的束細白光以一定的角度

28、入射到三棱鏡的表面，經過三棱鏡的折射后發生色散現象，在光屏的折射后發生色散現象，在光屏的abab間形成一條彩色光帶間形成一條彩色光帶. .下面下面的說法中正確的是的說法中正確的是( )( )A.A.在三棱鏡中在三棱鏡中a a側光的傳播速率大于側光的傳播速率大于b b側光的傳播速率側光的傳播速率B.bB.b側光更容易產生衍射現象側光更容易產生衍射現象C.C.若改變白光的入射角，在屏上最先消失的是若改變白光的入射角，在屏上最先消失的是b b側光側光D.D.通過同一雙縫干涉裝置產生的干涉條紋的間距通過同一雙縫干涉裝置產生的干涉條紋的間距xxa axxb b【解析】【解析】選選B.B.根據色散形成的光譜，所以根據色散形成的光譜，所以f fa affb b,a annb b，根據，根據n= n= ，所以