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7 光色散
完整的知识和对教材的透彻理解
知识点1 光的色散
1、光的色散：富含多种颜色的光被分解成单色光的现象。
各种光的不同颜色实际上反映了它们不同的波长（或频率）。 用白光做双缝干涉实验，因为各种单色光在白光下的干涉白宽度不同，屏幕上会出现彩色花。
白光双缝干涉白光特点：颜色米黄色，中央清晰白色呈蓝色。
2. 人眼黄斑上的两种感光细胞。 杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光 锥细胞：对光的敏感度不如杆细胞，但能区分不同波长（频率）的光。
3、正确理解光的色散：
(1)光的颜色由光的频率决定。 在组成白光的各种单色光中，绿光的频率最小，紫光的频率最大。 在不同的介质中，光的频率是不变的。
(2) 同种介质对不同颜色的光有不同的折射率。 通常，频率越高，介质中的折射率越大。 因此，当白光进入某种介质发生折射时，紫光偏折最大，绿光最严重。 光偏转是最小的。
(3) 不同频率的色光在真空中的传播速度相同，为C=3×108m/s。 但在其他媒体中，速度是不同的。 在同一介质中光的折射原理图片，紫光的速度最小，绿光的速度最大。
(4) 由于色光在介质中的传播速度随时间变化，波长也随之变化。 同色光在不同介质中，折射率大的光速小，波长短； 折射率小的光速大，波长大。 不同颜色的光在同一介质中时，高频的折射率大，光速小，波长短； 低频折射率小，光速高，波长大。
4、光谱：多色光分解后，各种色光按其波长（频率）有序排列，称为光谱。
【例1】一块表面有油膜的透明玻璃板，在阳光照射下，在玻璃板的表面和边缘可以看到彩色的花纹，这两种现象（ ）
A. 分散
B. 都是干扰
C.后者为干涉色散，前者为折射色散
D.后者为折射色散，前者为干涉色散
解析：本题考查中学生如何区分白光干涉中的米色和本质上由折射引起的色散，可以帮助中学生备考，巩固干涉和折射原理。 表面颜色米黄是油膜上下表面对白光的反射 相互干涉造成的，侧边是光从上表面折射到下表面造成的色散现象边缘。 弄清楚这一点，很容易得出C的答案是正确的结论。
答案：C。
不仅前两种情况出现颜色，白光在衍射时也会出现彩色，例如，将彩虹与通过手掌缝观察太阳时听到的彩色光进行比较。
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光波长、波速与频率的关系V=λf。 光在不同介质中传播时，其频率f是恒定的，其波长λ与光在介质中的声速V成反比。 灯罩的颜色由频率决定，如果频率不变，灯罩的颜色也不会改变。
1、试分析白光通过双缝在屏幕上的干涉图样。
1、分析：从图中可以看出，各种色光与屏幕中间O点的光程差为零，所以各种色光在O点增强，增强的各种色光灯光被合成为明亮的黄色光带。 从O连接到P，光程差从零开始逐渐减小。 因为紫光的波长在可见光中最短，所以最先出现紫光的暗条纹。 靛蓝、绿、黄、橙、红暗纹依次出现，同时单看亮纹，最先出现的亮纹也是蓝亮纹，然后是靛蓝、蓝、绿、黄色、橙色、红色灯线依次出现。 图案。 综合以上分析：白光通过双缝在屏幕上的干涉图样是中心为白色亮条，两边为浓密交替的对称米色，但亮条的宽度为相同颜色的光是平等的。
知识点2 薄膜干涉中的色散
1、薄膜干涉现象：
(1)单色光的薄膜干涉：
实验演示：
现象：横纹密集交替。白色为横纹
解释：薄膜两个表面反射的光相互叠加。 直立的皂膜在重力作用下产生上薄下厚的楔形。 当光线照射到胶片上时，从胶片的前后表面反射出一排光波。 这两个波是相同频率的相干光波，因为薄膜中两列光波的长度不同，两列光波的路径差不同。 当光程差为光波波长的整数倍时，波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，增加了光波的振动，产生亮白； 当光波的路径差是半波长的质数倍时，波峰与波谷相遇，光波的振动减弱，产生更深的粉红色。
2、白光的薄膜干涉
实验演示：
现象：密集和交替的彩色点
解释：由于白光是多色光，各种光的波长不同，各种光都发生薄膜干涉，但不同颜色的光在不同的位置相互加强，所以看起来像肥皂泡是有颜色的。 漂浮在桥面上的油膜呈米黄色； 蝴蝶等动物翅膀上的五颜六色的花纹，都是胶片的干扰。
3、薄膜干涉相干光源：薄膜前后表面的反射光。
4.申请
A、检查精密零件表面
取一个透明的标准样品，放在待测元件表面，一端放薄片，使样品平面与待测平面之间形成楔形气膜，用单色光从正面照射它，入射光从空气层上下表面反射两列光产生相干光，从反射光中可以看到干涉白，如图A所示。
若被检面为平面，则空气层宽度相同的点位于明暗线上，形成的干涉白平行（如图B）； 如果观察到的干涉白如图2-3C所示，A和B处的凸凸情况可以分析如下： 从图C中，P和Q位于同一条亮线上，因此图A中P、Q对应位置的空气层相同。 由于Q位于P的右侧（即远离楔尖），如果被检面为平面，则Q的宽度应大于P的宽度。因此，只有当A有麻点时， P和Q的深度相同。 同理可以判断M对应的位置B是凸的。
B、增透膜
它是镀在透镜、棱镜等光学器件表面的一层氯化镁薄膜。 当反射光在薄膜两个表面的光程差等于半个波长时，反射光相互抵消。 因此，增加了透射光的硬度。 事实上，增透膜的长度应该等于介质中光波长的1/4。
根据能量守恒，入射光总硬度=反射光总硬度+透射光总硬度。
光的硬度由光的振幅决定。 当满足增透膜长度d=λ/4时，两束反射光刚好实现峰谷叠加，实现干涉抵消，使合成幅度接近于零，即总和反射光的硬度接近于零，从整体疗效上讲，相当于光线几乎不反射和透过薄膜，从而大大减少了光的反射损失，提高了透射光的硬度。
增透膜只是增加了人眼或感光膜对最敏感的红光的反射。 当白光打到（垂直的）增透膜上时，红光形成相消干涉，反射光中绿光的硬度几乎为零。 此时，其他波长的光（如绿色和紫色）并没有完全抵消。 因此，增透膜是红光的补色——浅青色。
【例2】如图所示，一束白光从右侧射入肥皂膜，下列说法正确的是（）
当人们从两侧向左看时，他们可以看到彩色圆点。
B．一个人从左向右看，可以看到五颜六色的花
C。 平行五彩插花 D.彩色插花垂直排列
说明：白光从左边照在胶片上。 当从两个表面反射的光相遇时，就会发生干涉。 这样人们从左向右看时就可以看到米色。 故选B，舍弃A。由于薄膜自上而下逐渐变厚，同一水平线上的长度相同，叠加时两列反射光的振幅相同，故米色为水平，选择 C 并丢弃 D。
答案：公元前
薄膜干涉应用 (1) 透镜增透膜：透镜增透膜的长度应为膜中透射光波长的1/4倍。 使反射光在薄膜正反面的光程差为波长的一半（ΔT=2d=½λ，得d=¼λ），所以反射光叠加后变慢。 从能量的角度来说，Ein = + +E吸。 在介质膜吸收能量不变的前提下，若Eref = 0，则最大。 增加透射光的硬度。
(1) 光从左边入射，左右反射两次，在右边相遇发生干涉。
(2) 干扰只能在右侧观察到。
(3) 规律：明：、暗：、
2、市场上有一种家具，又称“冷光”。 当它用于照射物体时，可以大大增加被照物体处形成的热效应光的折射原理图片，因此被广泛应用于博物馆、商店等场所。 这些灯增加热效应的原因之一是在灯泡前面的反射玻璃表面涂上一层薄膜（如氯化镁）。 这些膜可以去除玻璃表面反射的最明显的红外线，而无需镀膜。 红外波长，涂膜的最小长度应为（）
A, λ/8B, λ/4
C, λ/2D, λ
3、要使某镜片对空气中波长为0.52μm的黄红光有增透作用，至少要在镜面上涂多长的增透膜？ （假设这些薄膜所用材料的折射率为1.3）
2. B． 分析：当薄膜长度为薄膜中红外线波长的1/4时，红外薄膜两表面反射光的光程差恰好等于波长的一半，因此相互抵消出，使几乎所有的红外线都通过反射镜，可见光被反射回来，大大增加了反射光的热效应。 当用这些光照射物体时，可大大增加被照物体处形成的热效应，故又称“冷光”。
3. 解析：本题考查光的薄膜干涉。
薄膜中光波的波长=m=4.0×m
增透膜的长度为d=m=1.0×m
知识点3 衍射和折射过程中的色散
衍射时的色散：白光（白炽灯）的单缝衍射，中心为白色，左侧为彩色花，两侧为白色，靠近光源的外侧为白色。
折射时的色散：
(1) 光线通过棱镜时，会偏向棱镜横截面的斜边
(2)成像通过棱镜偏向顶点
(3) 在实验面上，一束白光进入棱镜折射后，屏幕上的光点呈彩色，说明光线在折射过程中发生色散。
(4)光的色散定律：绿光通过三棱镜后的偏转程度小于其他颜色的光，紫光的偏转程度大于其他颜色的光。 说明透明物质对不同波长的光有不同的折射率。 波长越长，折射率越小。
【例3】为了研究光的色散，同事设计了如下实验：在墙角放一个盛水的容器，有一面与水平面成45°角的平面镜M飞机。 如图，一束细细的白光斜向海面，经水面折射射向平面镜，再经平面镜反射再经海面折射，照在墙上. 朋友可以在墙上听到（）
A。 顶部紫色和底部红色色带 B.红色和紫色光带
C。 一条外红内紫的环状光带 大片白光
解析：某单色光的光路如图所示。 根据三角关系，海面上的折射角大，经平面镜反射入射角小，灯在壁上的光斑高。 绿光的折射率最小，海面折射角最大，壁上的光斑最高，产生顶部红色、底部紫色的彩色光带。
答案：B。
棱镜在不改变光束特性的情况下改变光的方向。 A。 平行光经过棱镜后还是平行光； b. 发散光束通过棱镜后仍然是发散光束； C。 会聚光束在通过棱镜后仍然是会聚光束。
在分析不同颜色光的折射问题时（1）我们应该从折射率大小的关系入手。 根据折射定理，正确画出各种光的折射图是判断此类问题的基础，也便于观察二次折射（或反射）喇叭的发生情况。 (2) 解决这个问题的关键是正确推导同一介质中各种光的临界角之间的关系。
4、如图所示，在一个三棱镜的内角，一束白光以较大的入射角i从棱镜右侧进入，从左侧出射，产生红色到紫色光屏 P 上的光谱。已知黄光的临界角为 ，橙光的临界角为 ，紫光的临界角为 ，因此，当入射角 i 逐渐减小到色谱为 ( )
A. 紫光先消失，最后只剩下橙光和红光
B.紫光先消失，最后只剩下黄光、橙光、红光
C.绿光先消失，最后只剩下紫光、靛光、蓝光、绿光
D.绿光先消失，最后只剩下紫光
4. A． 解析：当右侧光的入射角减为零时，左侧入射角等于角度。 由于入射角小于黄光的临界角，黄光与绿、蓝、蓝、紫光均因全反射而消失，临界角最小的紫光先消失； 并且角度大于橙光的临界角，甚至大于绿光的临界角，所以红光和橙光仍然可以从左侧折射，根据光屏，综上所述，正确选项应该是A。
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Point 1 薄膜干涉现象及其分析
【例1】将一块平行的玻璃板压在另一块平行的玻璃板上，一端垫上薄片形成气楔，让单色光从上方射入，如图，此时可以看到光和深色的单杠，下面关于白色的正确说法是（）
图片
A. 当薄片向分裂尖端移动使分裂角变大时，白色变薄
B.让切片远离楔子，使楔角变小，白色变薄
C、将上层玻璃板平行向上移动，白色会到联通的尖端
D. 平行向上移动上玻璃板，使白色远离尖端
解析：楔形空气层上下表面反射的两列光波发生干涉。 在空气层宽度相同的情况下，两列波的路径差相同。 因此，如果被测表面是平坦的，则干涉白是一组平行的直线。 ，如图所示，当分束角为α时，相邻两白之间的距离相等。 当分裂角减小到β时，相邻格子向左移动到A'和C'，白色宽度变为。 设-=△s，则-=△s，所以=，=。
由于β>α，所以>，当楔角减小时，白色变得更浓。
同样，当上玻璃板平行向上移动时，很容易得到A'C'CA为平行四边形，
因此，白色连接到墙的顶部，宽度保持不变。 本题选B、C。
答案：公元前。
解决薄膜干涉问题的关键是弄清问题产生的条件，分析薄膜干涉现象产生的原因和条件。 薄膜干涉是由薄膜前后表面反射的光引起的。 一般来说，不同长度薄膜上的光程差是不同的，所以相同长度薄膜的两个表面反射的光干涉产生相同的白色。 因此，薄膜干涉有时也称为等厚干涉。 另外，在日常学习中要注意观察，注意感性与理性的结合。
学而行·举一反三
1、斩波干扰是薄膜干扰的一种，其装置如图所示。 将一块平板玻璃放在另一块平板玻璃之上，并在一端夹入两张纸，从而在两个玻璃表面之间形成裂开的空气。 薄膜。 当光线垂直入射时，如图（2）所示，从上到下可以看到干涉白。 干涉白具有以下特点： (1) 任何亮白或暗白位置以下的胶片长度相等； (2) ) 任何相邻的亮白或暗白对应的胶片长度差是恒定的。 干扰 white() 下听到
A.变细 B.变密
C.不变 D.消失
1. A． 分析：根据薄膜干涉的原理和特点，干涉白是由薄膜上下表面反射光叠加干涉产生的。 某一亮白或深白的位置是由上下表面反射光的光程差决定的。 确定的，而相邻的亮白或暗白对应的光程差是常数，而光程差由白色下对应底片的长度差决定，即相邻亮白对应的底片的长度差或暗白亦恒。 当一张纸被移开时，分裂状气膜的楔角——上下表面夹角变小，相同长度差对应的水平宽度距离变大，所以相邻的清白或深白色的宽度变大，即白色变薄。 答案A正确。
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薄膜干涉中的色散原理-衍射和折射中的色散-决定色光颜色的因素
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