1、13 7光的色散颜色 不同颜色的光干涉条纹间距不同 一 光的颜色色散 2 色散 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象 白光是复合光 白光的干涉图样的特点 明暗相间的彩色条纹 中央为白色亮条纹 干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 在每条彩色亮纹中红光总是在外侧 紫光在内侧 肥皂液薄膜在阳光下呈彩色 生活中常见的干涉现象 二 薄膜干涉中的色散 薄膜干涉实验 4 像上出现明暗相间的黄色条纹 5 随着时间的推移 条纹间距越来大 1 点燃酒精灯 并在酒精灯火焰里洒一些食盐 3 在火焰的同侧观察火焰的反射像 2 用金属环在肥皂液中浸一下 制成肥皂薄膜 2 单色光的薄膜干涉图样是 3 白光的薄膜干涉图样是怎
2、样 思考 1 为什么会有明暗相间的条纹 4 条纹间距离与什么因素有关 白光的薄膜干涉条纹 彩色条纹 水面上的油膜呈彩色 形状和颜色是怎样的呢 怎样形成的呢 由于重力的作用 肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形 光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波 这两列光波的频率相同 产生干涉 原理 前表面 后表面 光程差为波长的整数倍 即膜的厚度满足半波长的整数倍 形成黄色的亮条纹 光程差为半波长的奇数倍 形成暗条纹 即膜的厚度满足1 4波长的奇数倍 原理 为什么白光照射时是彩色条纹 d n 2 d 2n 1 4 膜的厚度对条纹间距的影响 应用 1 检查物体表面的平整程度 如果被检表面是平的 产生的干涉条纹就是平
3、行的 如图 b 所示 如果观察到的干涉条纹如图 c 所示 则表示被检测表面微有凸起或凹下 这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲 从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况 这种测量精度可达10 6cm 注 薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右 只相当于一张纸片的厚度 薄膜干涉的应用1 检查表面的平整程度 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 根据等厚线判断凹凸 2 增透膜 薄膜厚度 增透膜 在透镜表面涂上一层薄膜 当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1 4时 从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差
4、恰好等于半个波长 它们干涉相消 减小了反射光的能量 增强了透射光的能量 称为增透膜 照相机和摄象机的镜头常常呈现淡紫色 为什么 思考 膜的厚度为绿光在膜中波长的1 4 因为人眼对绿光最敏感 所以一般增强绿光的透射 即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1 4 由于其它色光不能被有效透射 故反射较强 这样的镜头呈淡紫色 干涉图样 中央疏边沿密的同心圆环 干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 3 牛顿环 三 衍射时的色散 用白光做光的单缝衍射实验 得到的条纹是彩色的 这是因为白光中包含了各种颜色的光 衍射时不同色光的亮条纹位置不同
5、于是各种色光就区分开了 这个现象是光在衍射时的色散 白光的单缝衍射图样 三 折射时光的色散 1 棱镜 常用的棱镜是横截面积为三角形的三棱镜 通常简称为棱镜 棱镜可以改变光的传播方向 还可以使光发生色散 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 棱镜能改变光的传播方向 但不改变光束的性质 折射时光的色散 实验 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 白光是由不同颜色的光组成的 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 光的色散 3 色散 太阳光通过三棱镜后被分解成七种色光 依次是红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫
