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7 光色散
完整的知識和對教材的透徹理解
知識點1 光的色散
1、光的色散：富含多種顏色的光被分解成單色光的現象。
各種光的不同顏色實際上反映了它們不同的波長（或頻率）。 用白光做雙縫干涉實驗，因為各種單色光在白光下的干涉白寬度不同，屏幕上會出現彩色花。
白光雙縫干涉白光特點：顏色米黃色，中央清晰白色呈藍色。
2. 人眼黃斑上的兩種感光細胞。 桿細胞：對光敏感，不能區分不同波長（頻率）的光 錐細胞：對光的敏感度不如桿細胞，但能區分不同波長（頻率）的光。
3、正確理解光的色散：
(1)光的顏色由光的頻率決定。 在組成白光的各種單色光中，綠光的頻率最小，紫光的頻率最大。 在不同的介質中，光的頻率是不變的。
(2) 同種介質對不同顏色的光有不同的折射率。 通常，頻率越高，介質中的折射率越大。 因此，當白光進入某種介質發生折射時，紫光偏折最大，綠光最嚴重。 光偏轉是最小的。
(3) 不同頻率的色光在真空中的傳播速度相同，為C=3×108m/s。 但在其他媒體中，速度是不同的。 在同一介質中光的折射原理圖片，紫光的速度最小，綠光的速度最大。
(4) 由于色光在介質中的傳播速度隨時間變化，波長也隨之變化。 同色光在不同介質中，折射率大的光速小，波長短； 折射率小的光速大，波長大。 不同顏色的光在同一介質中時，高頻的折射率大，光速小，波長短； 低頻折射率小，光速高，波長大。
4、光譜：多色光分解后，各種色光按其波長（頻率）有序排列，稱為光譜。
【例1】一塊表面有油膜的透明玻璃板，在陽光照射下，在玻璃板的表面和邊緣可以看到彩色的花紋，這兩種現象（ ）
A. 分散
B. 都是干擾
C.后者為干涉色散，前者為折射色散
D.后者為折射色散，前者為干涉色散
解析：本題考查中學生如何區分白光干涉中的米色和本質上由折射引起的色散，可以幫助中學生備考，鞏固干涉和折射原理。 表面顏色米黃是油膜上下表面對白光的反射 相互干涉造成的，側邊是光從上表面折射到下表面造成的色散現象邊緣。 弄清楚這一點，很容易得出C的答案是正確的結論。
答案：C。
不僅前兩種情況出現顏色，白光在衍射時也會出現彩色，例如，將彩虹與通過手掌縫觀察太陽時聽到的彩色光進行比較。
闡明規則，考驗你的技能
光波長、波速與頻率的關系V=λf。 光在不同介質中傳播時，其頻率f是恒定的，其波長λ與光在介質中的聲速V成反比。 燈罩的顏色由頻率決定，如果頻率不變，燈罩的顏色也不會改變。
1、試分析白光通過雙縫在屏幕上的干涉圖樣。
1、分析：從圖中可以看出，各種色光與屏幕中間O點的光程差為零，所以各種色光在O點增強，增強的各種色光燈光被合成為明亮的黃色光帶。 從O連接到P，光程差從零開始逐漸減小。 因為紫光的波長在可見光中最短，所以最先出現紫光的暗條紋。 靛藍、綠、黃、橙、紅暗紋依次出現，同時單看亮紋，最先出現的亮紋也是藍亮紋，然后是靛藍、藍、綠、黃色、橙色、紅色燈線依次出現。 圖案。 綜合以上分析：白光通過雙縫在屏幕上的干涉圖樣是中心為白色亮條，兩邊為濃密交替的對稱米色，但亮條的寬度為相同顏色的光是平等的。
知識點2 薄膜干涉中的色散
1、薄膜干涉現象：
(1)單色光的薄膜干涉：
實驗演示：
現象：橫紋密集交替。白色為橫紋
解釋：薄膜兩個表面反射的光相互疊加。 直立的皂膜在重力作用下產生上薄下厚的楔形。 當光線照射到膠片上時，從膠片的前后表面反射出一排光波。 這兩個波是相同頻率的相干光波，因為薄膜中兩列光波的長度不同，兩列光波的路徑差不同。 當光程差為光波波長的整數倍時，波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇，增加了光波的振動，產生亮白； 當光波的路徑差是半波長的質數倍時，波峰與波谷相遇，光波的振動減弱，產生更深的粉紅色。
2、白光的薄膜干涉
實驗演示：
現象：密集和交替的彩色點
解釋：由于白光是多色光，各種光的波長不同，各種光都發生薄膜干涉，但不同顏色的光在不同的位置相互加強，所以看起來像肥皂泡是有顏色的。 漂浮在橋面上的油膜呈米黃色； 蝴蝶等動物翅膀上的五顏六色的花紋，都是膠片的干擾。
3、薄膜干涉相干光源：薄膜前后表面的反射光。
4.申請
A、檢查精密零件表面
取一個透明的標準樣品，放在待測元件表面，一端放薄片，使樣品平面與待測平面之間形成楔形氣膜，用單色光從正面照射它，入射光從空氣層上下表面反射兩列光產生相干光，從反射光中可以看到干涉白，如圖A所示。
若被檢面為平面，則空氣層寬度相同的點位于明暗線上，形成的干涉白平行（如圖B）； 如果觀察到的干涉白如圖2-3C所示，A和B處的凸凸情況可以分析如下： 從圖C中，P和Q位于同一條亮線上，因此圖A中P、Q對應位置的空氣層相同。 由于Q位于P的右側（即遠離楔尖），如果被檢面為平面，則Q的寬度應大于P的寬度。因此，只有當A有麻點時， P和Q的深度相同。 同理可以判斷M對應的位置B是凸的。
B、增透膜
它是鍍在透鏡、棱鏡等光學器件表面的一層氯化鎂薄膜。 當反射光在薄膜兩個表面的光程差等于半個波長時，反射光相互抵消。 因此，增加了透射光的硬度。 事實上，增透膜的長度應該等于介質中光波長的1/4。
根據能量守恒，入射光總硬度=反射光總硬度+透射光總硬度。
光的硬度由光的振幅決定。 當滿足增透膜長度d=λ/4時，兩束反射光剛好實現峰谷疊加，實現干涉抵消，使合成幅度接近于零，即總和反射光的硬度接近于零，從整體療效上講，相當于光線幾乎不反射和透過薄膜，從而大大減少了光的反射損失，提高了透射光的硬度。
增透膜只是增加了人眼或感光膜對最敏感的紅光的反射。 當白光打到（垂直的）增透膜上時，紅光形成相消干涉，反射光中綠光的硬度幾乎為零。 此時，其他波長的光（如綠色和紫色）??并沒有完全抵消。 因此，增透膜是紅光的補色——淺青色。
【例2】如圖所示，一束白光從右側射入肥皂膜，下列說法正確的是（）
當人們從兩側向左看時，他們可以看到彩色圓點。
B．一個人從左向右看，可以看到五顏六色的花
C。 平行五彩插花 D.彩色插花垂直排列
說明：白光從左邊照在膠片上。 當從兩個表面反射的光相遇時，就會發生干涉。 這樣人們從左向右看時就可以看到米色。 故選B，舍棄A。由于薄膜自上而下逐漸變厚，同一水平線上的長度相同，疊加時兩列反射光的振幅相同，故米色為水平，選擇 C ??并丟棄 D。
答案：公元前
薄膜干涉應用 (1) 透鏡增透膜：透鏡增透膜的長度應為膜中透射光波長的1/4倍。 使反射光在薄膜正反面的光程差為波長的一半（ΔT=2d=?λ，得d=?λ），所以反射光疊加后變慢。 從能量的角度來說，Ein = + +E吸。 在介質膜吸收能量不變的前提下，若Eref = 0，則最大。 增加透射光的硬度。
(1) 光從左邊入射，左右反射兩次，在右邊相遇發生干涉。
(2) 干擾只能在右側觀察到。
(3) 規律：明：、暗：、
2、市場上有一種家具，又稱“冷光”。 當它用于照射物體時，可以大大增加被照物體處形成的熱效應光的折射原理圖片，因此被廣泛應用于博物館、商店等場所。 這些燈增加熱效應的原因之一是在燈泡前面的反射玻璃表面涂上一層薄膜（如氯化鎂）。 這些膜可以去除玻璃表面反射的最明顯的紅外線，而無需鍍膜。 紅外波長，涂膜的最小長度應為（）
A, λ/8B, λ/4
C, λ/2D, λ
3、要使某鏡片對空氣中波長為0.52μm的黃紅光有增透作用，至少要在鏡面上涂多長的增透膜？ （假設這些薄膜所用材料的折射率為1.3）
2. B． 分析：當薄膜長度為薄膜中紅外線波長的1/4時，紅外薄膜兩表面反射光的光程差恰好等于波長的一半，因此相互抵消出，使幾乎所有的紅外線都通過反射鏡，可見光被反射回來，大大增加了反射光的熱效應。 當用這些光照射物體時，可大大增加被照物體處形成的熱效應，故又稱“冷光”。
3. 解析：本題考查光的薄膜干涉。
薄膜中光波的波長=m=4.0×m
增透膜的長度為d=m=1.0×m
知識點3 衍射和折射過程中的色散
衍射時的色散：白光（白熾燈）的單縫衍射，中心為白色，左側為彩色花，兩側為白色，靠近光源的外側為白色。
折射時的色散：
(1) 光線通過棱鏡時，會偏向棱鏡橫截面的斜邊
(2)成像通過棱鏡偏向頂點
(3) 在實驗面上，一束白光進入棱鏡折射后，屏幕上的光點呈彩色，說明光線在折射過程中發生色散。
(4)光的色散定律：綠光通過三棱鏡后的偏轉程度小于其他顏色的光，紫光的偏轉程度大于其他顏色的光。 說明透明物質對不同波長的光有不同的折射率。 波長越長，折射率越小。
【例3】為了研究光的色散，同事設計了如下實驗：在墻角放一個盛水的容器，有一面與水平面成45°角的平面鏡M飛機。 如圖，一束細細的白光斜向海面，經水面折射射向平面鏡，再經平面鏡反射再經海面折射，照在墻上. 朋友可以在墻上聽到（）
A。 頂部紫色和底部紅色色帶 B.紅色和紫色光帶
C。 一條外紅內紫的環狀光帶 大片白光
解析：某單色光的光路如圖所示。 根據三角關系，海面上的折射角大，經平面鏡反射入射角小，燈在壁上的光斑高。 綠光的折射率最小，海面折射角最大，壁上的光斑最高，產生頂部紅色、底部紫色的彩色光帶。
答案：B。
棱鏡在不改變光束特性的情況下改變光的方向。 A。 平行光經過棱鏡后還是平行光； b. 發散光束通過棱鏡后仍然是發散光束； C。 會聚光束在通過棱鏡后仍然是會聚光束。
在分析不同顏色光的折射問題時（1）我們應該從折射率大小的關系入手。 根據折射定理，正確畫出各種光的折射圖是判斷此類問題的基礎，也便于觀察二次折射（或反射）喇叭的發生情況。 (2) 解決這個問題的關鍵是正確推導同一介質中各種光的臨界角之間的關系。
4、如圖所示，在一個三棱鏡的內角，一束白光以較大的入射角i從棱鏡右側進入，從左側出射，產生紅色到紫色光屏 P 上的光譜。已知黃光的臨界角為 ，橙光的臨界角為 ，紫光的臨界角為 ，因此，當入射角 i 逐漸減小到色譜為 ( )
A. 紫光先消失，最后只剩下橙光和紅光
B.紫光先消失，最后只剩下黃光、橙光、紅光
C.綠光先消失，最后只剩下紫光、靛光、藍光、綠光
D.綠光先消失，最后只剩下紫光
4. A． 解析：當右側光的入射角減為零時，左側入射角等于角度。 由于入射角小于黃光的臨界角，黃光與綠、藍、藍、紫光均因全反射而消失，臨界角最小的紫光先消失； 并且角度大于橙光的臨界角，甚至大于綠光的臨界角，所以紅光和橙光仍然可以從左側折射，根據光屏，綜上所述，正確選項應該是A。
整合促進學習，利用提升智力
總結重點，提高整合度
Point 1 薄膜干涉現象及其分析
【例1】將一塊平行的玻璃板壓在另一塊平行的玻璃板上，一端墊上薄片形成氣楔，讓單色光從上方射入，如圖，此時可以看到光和深色的單杠，下面關于白色的正確說法是（）
圖片
A. 當薄片向分裂尖端移動使分裂角變大時，白色變薄
B.讓切片遠離楔子，使楔角變小，白色變薄
C、將上層玻璃板平行向上移動，白色會到聯通的尖端
D. 平行向上移動上玻璃板，使白色遠離尖端
解析：楔形空氣層上下表面反射的兩列光波發生干涉。 在空氣層寬度相同的情況下，兩列波的路徑差相同。 因此，如果被測表面是平坦的，則干涉白是一組平行的直線。 ，如圖所示，當分束角為α時，相鄰兩白之間的距離相等。 當分裂角減小到β時，相鄰格子向左移動到A'和C'，白色寬度變為。 設-=△s，則-=△s，所以=，=。
由于β>α，所以>，當楔角減小時，白色變得更濃。
同樣，當上玻璃板平行向上移動時，很容易得到A'C'CA為平行四邊形，
因此，白色連接到墻的頂部，寬度保持不變。 本題選B、C。
答案：公元前。
解決薄膜干涉問題的關鍵是弄清問題產生的條件，分析薄膜干涉現象產生的原因和條件。 薄膜干涉是由薄膜前后表面反射的光引起的。 一般來說，不同長度薄膜上的光程差是不同的，所以相同長度薄膜的兩個表面反射的光干涉產生相同的白色。 因此，薄膜干涉有時也稱為等厚干涉。 另外，在日常學習中要注意觀察，注意感性與理性的結合。
學而行·舉一反三
1、斬波干擾是薄膜干擾的一種，其裝置如圖所示。 將一塊平板玻璃放在另一塊平板玻璃之上，并在一端夾入兩張紙，從而在兩個玻璃表面之間形成裂開的空氣。 薄膜。 當光線垂直入射時，如圖（2）所示，從上到下可以看到干涉白。 干涉白具有以下特點： (1) 任何亮白或暗白位置以下的膠片長度相等； (2) ) 任何相鄰的亮白或暗白對應的膠片長度差是恒定的。 干擾 white() 下聽到
A.變細 B.變密
C.不變 D.消失
1. A． 分析：根據薄膜干涉的原理和特點，干涉白是由薄膜上下表面反射光疊加干涉產生的。 某一亮白或深白的位置是由上下表面反射光的光程差決定的。 確定的，而相鄰的亮白或暗白對應的光程差是常數，而光程差由白色下對應底片的長度差決定，即相鄰亮白對應的底片的長度差或暗白亦恒。 當一張紙被移開時，分裂狀氣膜的楔角——上下表面夾角變小，相同長度差對應的水平寬度距離變大，所以相鄰的清白或深白色的寬度變大，即白色變薄。 答案A正確。
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薄膜干涉中的色散原理-衍射和折射中的色散-決定色光顏色的因素
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