光的颜色色散上课教程课件.ppt
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1、13.713.7 光的颜色光的颜色 色散色散 用白光做双缝干涉实验,由于白光内各种单色光的干用白光做双缝干涉实验,由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同,在屏上会出现彩色条纹涉条纹间距不同,在屏上会出现彩色条纹白光白光蓝光蓝光红光红光一、光的颜色一、光的颜色 色散色散 各种光各种光有有不同颜色,实际反映了它们有不同颜色,实际反映了它们有不同的波长(或频率)不同的波长(或频率)(1 1)不同颜色的光,频率)不同颜色的光,频率(或或波长)波长)不同不同1 1、白光的色散、白光的色散(2 2)白光是由各种色光组成的(白光是复色光)白光是由各种色光组成的(白光是复色光)(3 3)光的色散:)光的色散:
2、含有多种颜色的光被分解为单色光的现象含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。2 2、人眼视觉特点:、人眼视觉特点:n n人眼视网膜上的两种感光细胞人眼视网膜上的两种感光细胞(1)视杆细胞:对光敏感,不能区分不)视杆细胞:对光敏感,不能区分不同波长(频率)的光。同波长(频率)的光。(2)视锥细胞:对光敏感度不如视杆细)视锥细胞:对光敏感度不如视杆细胞,但能区分不同波长(频率)的光。胞,但能区分不同波长(频率)的光。3 3、各色光在真空中的波长和频率、各色光在真空中的波长和频率 c=f 不同的色光在真空中的传播速度相同,不同的色光在真空中的传播速度相同,所以波长不同的色光,它们的频率也不同。所以波长
3、不同的色光,它们的频率也不同。(1)光的颜色由频率来决定。红光频率)光的颜色由频率来决定。红光频率最低,波长最长,紫光频率最高,波长最短;最低,波长最长,紫光频率最高,波长最短;在不同的介质中,光的频率不变。在不同的介质中,光的频率不变。(2)光谱:含有多种颜色的光被分解)光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列。后,各种色光按其波长的有序排列。1 1、概概念念:让让一一束束光光经经薄薄膜膜的的两两个个表表面面反反射射后后,形形成的两束反射光产生的干涉现象叫成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉薄膜干涉(2)原理:)原理:薄膜的前后两表面反射光叠加而产生。薄膜的前后两表面反射
4、光叠加而产生。(3)规律:)规律:2d=n时,亮条纹时,亮条纹2d=(2n+1)/2 时时,暗条纹,暗条纹(4)产生干涉条纹的条件:)产生干涉条纹的条件:薄膜厚度有变化薄膜厚度有变化(上薄下厚上薄下厚)(1)现象:)现象:水平明暗相间条纹水平明暗相间条纹(二二)、薄膜干涉中的色散、薄膜干涉中的色散水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜干涉条纹彩色条纹彩色条纹取一个透明的标准样板,放在待检查的部件表面并在一端垫一取一个透明的标准样板,放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片,使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜,薄片,使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜
5、,用单色光从上面向下照射,入射光从用单色光从上面向下照射,入射光从空气层的上下表面空气层的上下表面反射出反射出两列光形成相干光,从反射光中就会看到干涉条纹。两列光形成相干光,从反射光中就会看到干涉条纹。样板样板被检查平面被检查平面空气薄层空气薄层三、薄膜干涉的三、薄膜干涉的应用(一)应用(一)检查表面的平整程度检查表面的平整程度如如果果被被检检表表面面是是平平的的,产产生生的的干干涉涉条条纹纹就就是是平平行行的的,如如图图(b b)所所示示;如如果果观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹如如图图(c c)所所示示,则则表表示示被被检检测测表表面面微微有有凸凸凸凸起起起起*(或或凹凹下下),这这些些凸
6、凸起起(或或凹凹下下)的的地地方方的的干干涉涉条条纹纹就就弯弯曲曲。从从弯弯曲曲的的程程度度就就可可以以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达1010-6-6cmcm。(a)(b)(c)单色光单色光标准样板标准样板薄片薄片被检测平面被检测平面注:薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右,只相当于注:薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右,只相当于几几张纸的厚度张纸的厚度被检测平面的凹凸判定:被检测平面的凹凸判定:左凹右凸左凹右凸7.7.下图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是下图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置,检查中所观察到的干涉条纹如图乙否平
7、整的装置,检查中所观察到的干涉条纹如图乙所示,则所示,则()()A.A.产生干涉的两列光波分别是由产生干涉的两列光波分别是由a a的上表面和的上表面和b b的的下表面反射的下表面反射的B.B.产生干涉的两列光波分别是由产生干涉的两列光波分别是由a a的下表面和的下表面和b b的上的上表面反射的表面反射的C.C.被检查的玻璃表面有凸起被检查的玻璃表面有凸起D.D.被检查的玻璃表面有凹陷被检查的玻璃表面有凹陷BD 练习练习7:8.8.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图所示。将一劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上
8、,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图膜。当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图所示。干涉条纹有如下特点:(所示。干涉条纹有如下特点:(1 1)任意一条明条纹或)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2 2)任意相邻)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差相等。现若在图明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差相等。现若在图1 1装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往
9、下观察到的干涉条纹气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹()()A A变疏变疏 B B变密变密 C C不变不变 D D消失消失A干涉图样:中央疏边沿密的亮暗相间干涉图样:中央疏边沿密的亮暗相间的同心圆环的同心圆环 干涉现象是由于凸透干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的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干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的是均匀变化的牛顿环牛顿环镀层镀层薄膜薄膜在在照相机或望远镜照相机或望远镜的表面上涂上一层薄膜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时,当薄膜的厚度适当时,在薄膜
10、的两个表面上反射路程差恰在薄膜的两个表面上反射路程差恰好等于半个波长好等于半个波长,因而互相抵消,这就大大减小光的反射,因而互相抵消,这就大大减小光的反射损失,增强了透射光的强度,这种薄膜叫损失,增强了透射光的强度,这种薄膜叫增透膜增透膜。薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用(二)(二)增透膜增透膜1、增透的条件是什么?即镀层薄膜的厚度至少多大?、增透的条件是什么?即镀层薄膜的厚度至少多大?2、是否对所有颜色的光都有增透的作用?、是否对所有颜色的光都有增透的作用?薄膜的厚度至少是入射光在薄膜的厚度至少是入射光在薄膜薄膜中波长的中波长的1/41/4。因为人眼对绿光最敏感,所以一般因为人眼对绿光最敏感,所
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