【成才之路】2014-2015学年高中物理 第13章 第7、8节光的颜色色散激光课件 新人教版选修3-4.pptVIP

夏天，大雨之后往往在天空中会出现美丽的彩虹，这是发生了什么样的光学现象？为什么会出现不同颜色的光？ 1．薄膜干涉中的色散 (1)薄膜干涉中相干光的获得：光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面_________的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的_________、恒定的相位差及振动方向。 (2)薄膜干涉的原理：光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的__________不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现_____条纹；在另一些位置，两列波相遇后相互削弱，于是出现_____条纹。 2．衍射时的色散 用白光进行衍射实验时，得到的是_______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_______不同造成的。 3．折射时的色散 白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、 ____________________________，在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速_______。 激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均__________，两列相同激光相遇可以发生________。激光是________________的相干光。 1．与普通照相技术的比较 普通照相技术所记录的只是光波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的________信息。 2．原理 全息照相的拍摄利用了光的________原理，使________和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹。这要求参考光和物光必须具有很高的________性。 3．观察方向 观察全息照片时要用______照射照片，从另一侧面观察。 一、薄膜干涉的成因 如图所示，竖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，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。 观察薄膜干涉现象时，要在有光照的一侧观察还是在无光照的一侧观察？ 解析：在有光照的一侧，因为薄膜干涉是前后两个面的反射光发生的干涉。 二、薄膜干涉的应用 1．等倾法检查平面平整度 如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。 特别提醒： 对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”。其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强。增透膜正是通过“消反”来确保“增透”的。 三、折射时的色散 1．棱镜 (1)定义：光学研究中常用棱镜的横截面为三角形，有的棱镜的横截面为梯形，通常都简称为棱镜。 (2)光学作用：光通过棱镜后向它的横截面的底边方向偏折，如图中所示的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。棱镜对光的传播方向的改变遵循光的折射定律。 2．光折射时的色散 一束白光通过三棱镜后扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光组成的光带，这种现象称为折射时的色散。从图中可以看出，红光(波长较长)通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光要小，而紫光(波长较短)偏折的程度比其他颜色的光要大。 雨后初晴，往往会看到绚丽的彩虹，你知道彩虹是如何形成的吗？ 答案：彩虹是因为太阳光照射到空中的圆形小水滴，经小水滴的折射、反射形成色散而成的。 解析：彩虹，又称天虹，简称虹，是气象中的一种光学现象。当太阳光照射到空气中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，雨后常见。形状弯曲，色彩艳丽。彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。 四、激光具有的特点 1．相干性好 所谓相干性好，是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件。所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。利用相干光易于调制的特点传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量。 2．平行度非常好 与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测