7 第7节 光的颜色 色散第8节 激 光
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光的色散定律光的色散定律是光学中的一条基本原理,它揭示了白光是由不同颜色的光组成的现象。
这个定律最早由牛顿在17世纪发现,并成为现代光学的重要基石。
在解释光的色散定律之前,我们需要先了解一些基本概念。
光是一种电磁波,它的传播方向与电场和磁场的方向相互垂直。
光波的频率是描述光波振荡快慢的物理量,而波长则是光波在一个周期内传播的距离。
不同频率的光波具有不同的颜色,例如,波长较长的光波呈现出红色,而波长较短的光波呈现出蓝色。
光的色散定律指出,当白光通过一个棱镜时,它会分解成不同颜色的光谱。
这种现象被称为色散。
白光是由许多不同颜色的光混合而成,因此当它通过棱镜时,不同颜色的光以不同的角度折射,从而分离成不同的光谱。
通过棱镜,我们可以看到一个彩色的光谱,这就是光的色散现象。
光的色散定律的发现具有重要的意义。
首先,它证明了白光是由不同颜色的光组成,从而推翻了当时普遍认为白光是一种纯质的观点。
其次,这个定律为后来的光谱分析和化学分析奠定了基础。
通过分析物质发出的光谱,我们可以了解物质的组成和性质。
最后,光的色散定律也为光学技术的发展提供了重要的理论支持。
在现代光学中,光的色散定律仍然是一个重要的概念。
例如,在制作光学仪器时,我们需要考虑到不同颜色光的折射率差异,以确保仪器的准确性和可靠性。
此外,随着光学技术的不断发展,光的色散现象也被广泛应用于各种领域,如光谱分析、颜色显示、光学通信等。
总之,光的色散定律是光学中的一条基本原理,它揭示了白光是由不同颜色的光组成的现象。
这个定律的发现不仅推翻了当时对白光的错误认识,而且为后来的光谱分析和化学分析奠定了基础。
在现代光学中,光的色散定律仍然是一个重要的概念,并被广泛应用于各种领域。
第7节 光的颜色 色散第8节 激光 学习目标核心提炼 1.知道光的色散现象,了解白光是由多种色光组成的。
3个概念——光的色散、光谱、激光 3种色散现象——薄膜干涉中的色散、衍射时的色散、折射时的色散 3个特点——激光的三个特点:相干性、平行度好、亮度高2.理解薄膜干涉中的色散现象,并了解薄膜干涉的应用。
3.理解光折射时的色散现象,知道同一介质对不同色光的折射率不同。
4.了解激光的特点和应用,应用激光观察全息照片。
一、光的颜色、色散阅读教材第67页,体会光的色散现象,知道光谱的概念。
1.不同颜色的光,波长不同。
白光是由多种色光组成的。
2.光的色散:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
3.光从一种介质传播到另一种介质,波长发生变化,频率不变,颜色不变,因此光的颜色由频率决定。
4.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,就是光谱。
思考判断(1)白光是由多种不同颜色的色光组成的。
(√)(2)光的波长决定光的颜色。
(×)(3)光从真空进入介质,频率和颜色不会变化,波长和波速变小。
(√)(4)在真空中传播时,红光波速大于紫光波速。
(×)二、薄膜干涉中的色散阅读教材第68页,知道薄膜干涉的原理及简单应用。
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反射的光是由同一个实际的光源分解而成的,它们具有相同的频率,恒定的相位差。
2.薄膜干涉的原理光照在厚度不同的薄膜上时,前后两个面的反射光的路程差等于相应位置膜厚度的2倍,在某些位置,两列波叠加后相互加强,于是出现亮条纹;在另一些位置,叠加后相互削弱,于是出现暗条纹。
3.薄膜干涉中应注意的问题(1)观察的是从膜前、后两表面反射回来的光(眼睛与光源在膜的同一侧)。
(2)用单色光照射得到明暗相间的条纹,用白光照射得到彩色条纹。
(3)肥皂液薄膜的干涉条纹基本上是水平的。
4.薄膜干涉的应用(1)用干涉法检查平面的平整度。
光的颜色与色散光是一种电磁波,具有多种颜色。
从红、橙、黄、绿、青、蓝到紫,光中的不同颜色对应着不同的波长和频率。
光的颜色与色散现象息息相关,色散是指光在经过透明介质时,由于光的不同波长被介质折射的程度不同而分离成不同颜色的能力。
1. 光的颜色来源光的颜色是由光波长决定的。
光波长越长,光看起来就越红;波长越短,光看起来就越蓝。
光波长在400到700纳米之间的范围内,人眼可以感知到不同的颜色。
2. 光的色散现象当光通过不同介质边界时,会发生折射现象。
折射是光在从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的过程。
当光由一种介质传播到另一种介质时,不同波长的光在两种介质中的传播速度不同,导致光的偏折角度不同,从而使光发生色散。
3. 色散的类型色散可以分为两种类型:正常色散和反常色散。
- 正常色散是指介质对光的不同波长折射率随波长的增加而减小的现象。
常见的正常色散材料包括玻璃和水。
在正常色散情况下,光的红色波长较长,折射率较小,所以红色光弯曲角度较小,而蓝色波长较短,折射率较大,所以蓝色光弯曲角度较大。
- 反常色散是指介质对光的不同波长折射率随波长的增加而增加的现象。
例如,二氧化硅和钠等物质具有反常色散性质。
4. 彩虹的形成彩虹是一种由雨滴对光的折射、反射和散射产生的自然现象。
当太阳光照射到雨滴上并进入雨滴内部时,发生折射和反射,并且颜色发生了分散,形成了彩虹。
彩虹中的红色在上方,紫色在下方,由此可看出光的色散现象。
5. 色散在实际应用中的作用色散在实际应用中有着广泛的应用,如:- 光谱学:通过观察光的色散现象,可以分析出物质的成分和结构。
- 光学仪器:如光谱仪、分光计等,利用色散原理进行光的分离和测量。
- 光通信:光纤通信中利用不同波长的光进行信号传输,需要光的色散特性进行波长分离和合并。
总结:光的颜色与色散是密不可分的关系。
光的颜色由光的波长决定,而色散现象则是光通过透明介质后,不同波长的光发生折射角度不同,使得光分离成不同颜色的能力。
第七节光的颜色色散【学习目标】1.通过阅读课本P67,能够说出“光的色散”的定义;2.通过课本P67白光光谱及上面的表格,能够总结并说出白光按波长长短、频率高低、波速大小的排列顺序;3.通过课本P68,能够说出由于发生薄膜干涉而引起的光的色散,及产生的条纹的形状特点,进而知道如何利用光的干涉检查平整度;4.通过阅读课本P69—70,能够说出各种色光在玻璃中的折射率,并说出其波速的大小。
【夯实基础】1、水中同一深度排列着四个不同颜色的球,如果从水面上方垂直俯视各球,感觉最浅的是()A.红球B.黄球C.绿球D.紫球2、如图所示的四幅图表示一束白光通过三棱镜的光路图,其中正确的是()3、如图所示,一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一点M,若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列说法中正确的是()A.n1<n2,a为红光,b为蓝光B.n1<n2,a为蓝光,b为红光C.n1>n2,a为红光,b为蓝光D.n1>n2,a为蓝光,b为红光4、如图所示,一束白光从右侧射入肥皂薄膜,下列说法正确的是()A.人从右侧向右看,可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看,可以看到彩色条纹C.彩色条纹沿水平方向排列D.彩色条纹沿竖直方向排列5、如图所示,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带。
下面的说法中正确的是()A.a侧是红光,b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率6、在下列现象中,不属于光的干涉现象的是()A.雨后马路上油膜呈彩色B.肥皂泡在阳光下呈现出彩色C.阳光通过三棱镜形成彩色光带D.单色光通过双缝时形成明暗相间的条纹7、关于薄膜干涉,下列说法中正确的是()A.只有厚度均匀的薄膜,才会发生干涉现象B.只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干涉现象C.厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D.观察肥皂薄膜的干涉现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧8、白光通过三棱镜发生色散时,红光比紫光偏折的轻,这说明()A.不同颜色的光在真空中的光速不同B.对同一介质,红光的折射率比紫光小C.在同一介质中,红光的光速比紫光小D.每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光9、一束白光通过三棱镜折射后,在光屏上形成了彩色光带,可知()A.红光的折射率最大B.偏折最大的是紫光C.在玻璃中速度最大的是紫光D.在玻璃中速度最大的是红光10、发出白光的细线光源ab,长度为L0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图所示。
光的色散实验步骤光的色散是物理学中的一个重要实验,通过研究光在介质中传播时的折射现象,可以了解到光的不同波长在介质中传播速度的差异。
本文将介绍进行光的色散实验的具体步骤。
实验材料:1. 白色光源2. 三棱镜3. 镭射光源(可选)4. 曲尺5. 直尺6. 纸张7. 笔实验步骤:第一步:准备实验材料将实验所需的白色光源、三棱镜、镭射光源(可选)、曲尺、直尺、纸张和笔准备齐全。
第二步:搭建实验装置将三棱镜放在平坦的桌面上,确保其稳定性。
将白色光源放置在一定距离外,使其所发出的光直射到三棱镜的边缘。
第三步:确定入射角度使用直尺和曲尺,测量白光源到三棱镜边缘的距离,并根据三棱镜的几何原理计算出入射光线的角度。
调整白光源的位置,使得入射光线与三棱镜边缘相交,并以适当角度折射进入三棱镜内部。
第四步:观察光的色散现象在三棱镜的对面放置一张白纸,用笔在纸上标出光的折射方向。
观察光在三棱镜内部的传播情况,注意观察光线被分解为不同颜色的现象。
第五步:记录实验结果根据观察,使用笔将不同颜色的光线的路径和角度绘制在纸上。
标注每一条光线对应的颜色,并记录下相应的角度。
第六步:测量光线的折射角度使用直尺和曲尺,测量每一种颜色光线的折射角度。
将测得的数值记录下来,以备后续分析和进一步研究。
第七步:分析实验结果根据测得的光线折射角度,进行数据的整理和分析。
根据不同颜色的光线折射角度的差异,可以推测光在介质中传播速度的差异,从而了解光的色散现象。
第八步:加入镭射光源(可选)如果有镭射光源,可以将其放置在不同角度和位置,并重复以上步骤进行实验。
通过比较白光和镭射光的色散现象,可以深入研究光的性质和色散规律。
总结:通过完成上述实验步骤,可以对光的色散现象进行观察和研究。
实验过程中需要仔细测量和记录光线的路径和角度,并进行数据分析。
通过实验可以深入理解光的波动性质和介质中的传播规律,为后续的光学研究和应用提供基础。
请注意,以上步骤仅为一种常见的光的色散实验的示范,具体实验步骤可能因实验目的、设备和材料的不同而有所变化。
光的色散与光的颜色光的色散是指光在经过某些介质时,不同波长的光线被折射角度不同的现象。
这个现象可以通过将光通过三棱镜或光栅进行实验来观察和解释。
1. 色散的原理光的色散原理是基于折射定律和光的波长与折射率之间的关系。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间满足sinθ₁/ sinθ₂ = v₁/ v₂,其中θ₁和θ₂分别表示入射角和折射角,v₁和v₂表示光在不同介质中的速度。
而根据光的波长与折射率之间的关系n = c/v,其中n表示折射率,c表示光在真空中的速度。
可以得出,波长越短,折射率越大。
2. 光的颜色光的颜色是由其波长决定的。
根据光的波长范围,我们将光分为多个不同的颜色,例如红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛色和紫色。
这些颜色组成了可见光谱。
3. 光通过三棱镜的色散实验我们可以用三棱镜来观察光的色散现象。
将一束白光通过三棱镜,光线在经过三棱镜的过程中会被折射,并且不同波长的光线会有不同的折射角度。
最终,我们可以在屏幕上看到一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫等颜色组成的光谱带,这是因为白光中的不同波长被三棱镜所分离。
4. 光通过光栅的色散实验光栅是一种由许多平行的狭缝或凹槽组成的光学元件,通过光栅的作用,可以将光线按照不同的波长进行分散。
与三棱镜类似,光经过光栅后,会出现由红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫等颜色组成的光谱带。
不同的是,光栅可以更精确地分离不同波长的光,并且能够提供更高的分辨率。
5. 应用与意义研究光的色散和光的颜色对于科学研究和工程应用具有重要的意义。
在光谱分析中,可以通过观察和测量光的色散现象,来分析物质的成分和性质。
在光学仪器中,色散衍射元件的使用可以实现光的分光和分色功能,广泛应用于激光器、摄像机、望远镜等领域。
总结:光的色散是光经过介质后,不同波长的光线被折射角度不同的现象。
通过实验可以观察到光的色散,例如通过三棱镜和光栅,可见到光的颜色分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛和紫等光谱带。
研究光的色散和光的颜色对于科学研究和工程应用具有重要意义。