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1、第第十十三三章章第第7、8节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关 随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结 课下作业课下作业综合提升综合提升 要点一要点一要点二要点二 要点三要点三1知道白光是由多种色光组成的。知道白光是由多种色光组成的。2能说明薄膜干涉条纹的特点，能解能说明薄膜干涉条纹的特点，能解 释薄膜干涉的成因。释薄膜干涉的成因。3理解折射中的色散，了解各种色光理解折射中的色散，了解各种色光 特性的差别。特性的差别。4了解激光的特性和应用，用激光观了解激光的特性和应用，用激光观 察全息照片。察全息照片。1光的颜色与色散光的颜色与色散(1)光的颜色
2、与波长：光的颜色与波长：(2)白光的组成：白光的组成：(3)光的色散与光谱：光的色散与光谱：光的色散：光的色散：含有多种颜色的光被分解为含有多种颜色的光被分解为 的现象。的现象。光谱：光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其 的有序排列。的有序排列。(4)人眼的两种感觉细胞：人眼的两种感觉细胞：视杆细胞：对光敏感。视杆细胞：对光敏感。视锥细胞：对颜色敏感。视锥细胞：对颜色敏感。单色光单色光波长波长 2薄膜干涉中的色散薄膜干涉中的色散 (1)薄膜干涉中相干光的获得：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光照射到薄膜上，在薄膜的前后两
3、个面 的光是由同的光是由同一列光波分解而成的，它们具有相同的一列光波分解而成的，它们具有相同的 ，恒定的相位差，恒定的相位差及振动方向。及振动方向。 (2)薄膜干涉的原理：薄膜干涉的原理： 光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的两个面的反射光的 差不同，在某些位置两列波叠加后相差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现互加强，于是出现 条纹；在另一些位置，两列波相遇后被条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现相互削弱，于是出现 条纹。条纹。反射反射频率频率路程路程亮亮暗暗 关键一点关键一点 观察薄膜干涉
4、现象时，必须在有光照的一侧。观察薄膜干涉现象时，必须在有光照的一侧。 3衍射时的色散衍射时的色散 用白光进行衍射实验时，得到的是用白光进行衍射实验时，得到的是 条纹，这是由条纹，这是由于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的于白光中包含各种颜色的光，不同色光亮条纹的 不同不同造成的。造成的。彩色彩色位置位置 4折射时的色散折射时的色散 (1)偏向角：光通过棱镜后向它的横截面偏向角：光通过棱镜后向它的横截面的的 方向偏折，如图方向偏折，如图1371所示中的所示中的为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越偏折程度越 。 (2)白光通过棱镜时的色散
5、：白光通过棱镜时的色散：底边底边大大图图1372图图1371 一束白光通过三棱镜后形成如图一束白光通过三棱镜后形成如图1372的光谱，由的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、上到下的色光顺序为：红、橙、 、 、 、靛、紫。它、靛、紫。它说明白光是由这七种色光组成的复色光。说明白光是由这七种色光组成的复色光。 结论：白光色散时，结论：白光色散时， 的偏向角最小，的偏向角最小， 的偏的偏向角最大。这说明同种物质对波长不同的光的折射率不一样，向角最大。这说明同种物质对波长不同的光的折射率不一样，波长波长 ，折射率越大。，折射率越大。 不同色光在同种介质中有以下关系：不同色光在同种介质中有以下关系：f
6、越大，越大，越小，越小，n越越 ，v越小，越小，越越 ；f越小，越小，越越 ，n越小，越小，v越越 ，越小。越小。黄黄绿绿蓝蓝红光红光紫光紫光越短越短大大大大大大大大5激光激光(1)激光的特点及应用：激光的特点及应用：特点特点性质性质应用应用相干相干性性激光具有频率激光具有频率 、相位差、相位差 、偏振方向、偏振方向 的特点，是的特点，是人工产生的相干光，具有高人工产生的相干光，具有高度的相干性度的相干性光纤通信光纤通信平行平行度度激光的激光的 非常好，传播非常好，传播很远的距离仍能保持一定的很远的距离仍能保持一定的强度强度精确的测距；读取光盘上记精确的测距；读取光盘上记录的信息等录的信息等高
7、亮高亮度度它可以在很小的它可以在很小的 和很短和很短的的 内集中很大的内集中很大的 用激光束切割、焊接，医学用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做上可以用激光做“光刀光刀”，激发核反应等激发核反应等单一单一恒定恒定相同相同平行度平行度范围范围时间时间能量能量 (2)全息照相：全息照相： 与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光与普通照相技术的比较：普通照相技术所记录的只是光波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的波的能量强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的 信息。信息。 原理：全息照相的拍摄利用了光的原理：全息照相的拍摄利用了光的 原理，原理，使使 和物光在底片上相遇，发生干涉
8、，形成复杂的干涉条和物光在底片上相遇，发生干涉，形成复杂的干涉条纹，这要求参考光和物光必须具有很高的纹，这要求参考光和物光必须具有很高的 性。性。 观察全息照片时要用观察全息照片时要用 照射照片，从另一侧面观察。照射照片，从另一侧面观察。 相位相位干涉干涉参考光参考光相干相干激光激光答案：答案：D2关于薄膜干涉，下列说法中正确的是关于薄膜干涉，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厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D观察肥皂液膜
9、的干涉现象时，观察者应和光源在液观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液 膜的同一侧膜的同一侧解析：解析：当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹，条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹，A、B错误；错误；厚度均匀的薄膜满足干涉条件，但路程差都相同，不会出现厚度均匀的薄膜满足干涉条件，但路程差都相同，不会出现条纹，条纹，C错误；观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者必须和错误；观察肥皂液膜的干涉现象时，观
10、察者必须和光源在液膜的一侧，光源在液膜的一侧，D正确。正确。答案：答案：D3如图如图1373所示的四幅图表示一束白光通过三棱镜的所示的四幅图表示一束白光通过三棱镜的 光路图，其中正确的是光路图，其中正确的是 () 图图1373解析：解析：因光在棱镜的两个侧面上发生折射，每次折射都因光在棱镜的两个侧面上发生折射，每次折射都向底边偏折，并且玻璃对不同单色光的折射率不同，不向底边偏折，并且玻璃对不同单色光的折射率不同，不同单色光在同一侧面的偏折角就不同。同单色光在同一侧面的偏折角就不同。答案：答案：D4白光通过三棱镜发生色散时，红光比紫光偏折得轻，这白光通过三棱镜发生色散时，红光比紫光偏折得轻，这
11、说明说明 ()A不同颜色的光在真空中的光速不同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每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光解析：解析：三棱镜的色散说明白光是复色光，相同的介质对三棱镜的色散说明白光是复色光，相同的介质对不同频率的光折射率不同，频率越大折射率越大，在该不同频率的光折射率不同，频率越大折射率越大，在该介质中的速度越小，所有光在真空中的光速相同。综上介质中的速度越小，所有光在真空中的光速相同。综上只有只有B项正确。
12、项正确。答案：答案：B5关于激光的应用问题，下列说法中正确的是关于激光的应用问题，下列说法中正确的是 ()A光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号 进行调制，使其在光导纤维中传递信息的进行调制，使其在光导纤维中传递信息的B计算机内的计算机内的“磁头磁头”读出光盘上记录的信息是应用读出光盘上记录的信息是应用 了激光有相干性的特点了激光有相干性的特点C医学中用激光作医学中用激光作“光刀光刀”来切除肿瘤是应用了激光来切除肿瘤是应用了激光 亮度高的特点亮度高的特点D“激光测距雷达激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用激光测量很远目标的距离是 应用了
13、激光亮度高的特点应用了激光亮度高的特点解析：解析：由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性好，选项相干性好，选项A错。计算机内的错。计算机内的“磁头磁头”读出光盘上的信息读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好，选项主要应用了激光的平行度好，选项B错。医疗中的激光错。医疗中的激光“光刀光刀”利用了激光的亮度高的特点，选项利用了激光的亮度高的特点，选项C对。激光测距利用的是对。激光测距利用的是激光的平行度和方向性好的特点，选项激光的平行度和方向性好的特点，选项D错。错。答案：答案：C 1对光的颜色的理解对光的颜色的理解 不同颜色的光，波长
14、不同，频率不同，而同种颜色的不同颜色的光，波长不同，频率不同，而同种颜色的光在不同的介质中折射率不同，速度和波长均不相同，但光在不同的介质中折射率不同，速度和波长均不相同，但频率相同，因此说光的颜色是由频率决定的，而不是由波频率相同，因此说光的颜色是由频率决定的，而不是由波长决定的。长决定的。2各种色光特性的比较各种色光特性的比较各种色光各种色光红橙黄绿蓝靛紫红橙黄绿蓝靛紫频率频率小小大大折射率折射率小小大大经三棱镜折射时的偏向角经三棱镜折射时的偏向角小小大大波长波长长长短短介质中的波速介质中的波速大大小小双缝干涉的条纹间距双缝干涉的条纹间距大大小小薄膜干涉的条纹间距薄膜干涉的条纹间距大大小小
15、 1一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放一束细白光通过玻璃三棱镜折射后，在竖直放置的光屏上形成了如图置的光屏上形成了如图1374所示的光谱，其中所示的光谱，其中a、c为光谱的边缘色光，关于为光谱的边缘色光，关于a、b、c三种色光，下列说法正三种色光，下列说法正确的是确的是()图图1374答案答案A 2竖放肥皂膜的干涉现象竖放肥皂膜的干涉现象 (1)白光照射图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重白光照射图样是彩色的：竖直放置的肥皂液膜，因重力的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，力的作用，上面薄、下面厚，由于不同颜色的光的波长不同，从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换
16、句话说，从前后两个表面反射的光，在不同的位置被加强，换句话说，不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此不同颜色的光对应亮条纹的位置不同，不能完全重合，因此看起来是彩色的。看起来是彩色的。 (2)条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的条纹是水平方向的：因为在同一水平高度处，薄膜的厚度相同，从前后两表面反射的光的路程差均相同，如果此厚度相同，从前后两表面反射的光的路程差均相同，如果此时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，时两反射光互相加强，则此高度水平方向各处均加强，因此，明暗相间的干涉条纹应为水平方向。明暗相间的干涉条纹应为水平方向。 3薄膜干涉的应用薄膜干涉
17、的应用 (1)用干涉法检查平面平整度：用干涉法检查平面平整度： 如图如图1375甲所示，两板之间形成一层空气膜，用甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的。如果被测表面某处凹下，则对应干涉图样必是等间距的。如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹亮条纹(或暗条纹或暗条纹)提前出现，如图乙中提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示。所示。1375 (注：注：“提前提前”与与“延后延后”不是指在时间
18、上，而是指由左不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上到右的位置顺序上) (2)增透膜：增透膜： 为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁。涂一层透明薄膜，一般是氟化镁。 如图如图1376所示，在增透膜的前后表面反射的两列光所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光波产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零。波产生相消
19、干涉，反射光的能量几乎等于零。图图1376 名师点睛名师点睛增透膜的增透膜的“增透增透”应理解为：两束反射应理解为：两束反射光相互抵消，反射光的能量减少，由于总的能量是守恒光相互抵消，反射光的能量减少，由于总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强。增透膜是通过增强。增透膜是通过“消反消反”来确保来确保“增透增透”的。的。 2如图如图1377所示是用干涉法检查所示是用干涉法检查某块厚玻璃块的上表面是否平整的装置。某块厚玻璃块的上表面是否平整的装置。所用单色光是用普通光源加滤光片产生所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查
20、中所观察到的干涉条纹是由下的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的列哪两个表面反射的光线叠加而成的() Aa的上表面和的上表面和b的下表面的下表面 Ba的上表面和的上表面和b的上表面的上表面 Ca的下表面和的下表面和b的上表面的上表面 Da的下表面和的下表面和b的下表面的下表面 图图1377 审题指导审题指导薄膜干涉是从薄膜两个表面反射的两束光薄膜干涉是从薄膜两个表面反射的两束光叠加形成的。叠加形成的。 解析解析样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄膜，用单色样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄膜，用单色光从这个空气薄膜表面照射，入射光从空气薄膜的上、下表光从这个空气薄膜表面照射，
21、入射光从空气薄膜的上、下表面反射回的两列光波形成干涉条纹。空气薄膜的上、下表面面反射回的两列光波形成干涉条纹。空气薄膜的上、下表面就是就是a的下表面和的下表面和b的上表面，故选项的上表面，故选项C正确。正确。 答案答案C 被测平面凹下或凸起的形象判断法：被测平面凹下或凸起的形象判断法： 被测平面凹下被测平面凹下(或凸起或凸起)的形象判断法的形象判断法矮人行走法。矮人行走法。即把干涉条纹看成即把干涉条纹看成“矮人矮人”的行走轨迹。让一个小矮人在两板的行走轨迹。让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被测板，头顶样板，间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被测板，头顶样板，在行走过程中
22、：若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可在行走过程中：若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下；按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下；若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，方可按上述要求过去，若遇一凸起，他必向薄膜的底部去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜底部，该处为一凸起。即条纹某处弯向薄膜底部，该处为一凸起。 1激光雷达激光雷达 对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲对准目标发出一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲和收到回波的时间间隔，结合发射的方向，就可探知目标和收到回波的时间间隔，结合发射的方向，就可探知目标的方位
23、和距离，结合多普勒效应，还可以求出目标的运动的方位和距离，结合多普勒效应，还可以求出目标的运动速度速度(利用激光的平行度好利用激光的平行度好)。 2读盘读盘 激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚激光的平行度很好，可以会聚到很小的一点，让会聚点照射点照射DVD机、机、CD唱机或计算机的光盘上，就可读出光唱机或计算机的光盘上，就可读出光盘上记录的信息盘上记录的信息(利用激光的平行度好利用激光的平行度好)。 3医用激光刀医用激光刀 可以用于医疗的某些手术上，具有手术时间短、损伤小、可以用于医疗的某些手术上，具有手术时间短、损伤小、不会引起细菌感染、止血快等优点不会引起细菌感染、止血快等优点
24、(利用激光的亮度高利用激光的亮度高)。 4切割金属等难熔物质切割金属等难熔物质 用激光可以产生几千万度的高温，使最难熔的物质也可在用激光可以产生几千万度的高温，使最难熔的物质也可在瞬间汽化瞬间汽化(利用激光的亮度高利用激光的亮度高)。 5激光育种激光育种 用激光照射植物的种子，会使植物产生有益的变异，用于用激光照射植物的种子，会使植物产生有益的变异，用于培育新品种培育新品种(利用激光的亮度高利用激光的亮度高)。 6引起核聚变引起核聚变 使聚变能在控制的前提下进行使聚变能在控制的前提下进行(利用激光的亮度高利用激光的亮度高)。 7激光可以作为武器使用激光可以作为武器使用 用以击毁侦察卫星，飞行的
25、导弹、飞机、装甲车等用以击毁侦察卫星，飞行的导弹、飞机、装甲车等(利利用激光的亮度高用激光的亮度高)。 8光纤通信光纤通信 激光可以像无线电波那样进行调制，可用来传递信息，激光可以像无线电波那样进行调制，可用来传递信息，而它的频率比无线电波高的多，它所能携带的信息量比无而它的频率比无线电波高的多，它所能携带的信息量比无线电波的大，是种很好的通信载体。线电波的大，是种很好的通信载体。3关于激光，下列说法正确的是关于激光，下列说法正确的是( )A激光是用人工方法激发出的一种特殊的光激光是用人工方法激发出的一种特殊的光B自然界中某些天然物体也可以发出激光自然界中某些天然物体也可以发出激光C激光可以像
26、刀子一样切除肿瘤激光可以像刀子一样切除肿瘤D由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象审题指导审题指导从激光的产生和特性去分析。从激光的产生和特性去分析。 解析解析激光是用人工方法激发出的一种特殊的光，激光是用人工方法激发出的一种特殊的光，A项正确，项正确，B项错误；激光具有方向性好、亮度高、强度大等项错误；激光具有方向性好、亮度高、强度大等特点，可以像刀子一样切除肿瘤，特点，可以像刀子一样切除肿瘤，C项正确；激光是一种波，项正确；激光是一种波，只要是波就能发生衍射现象，只要是波就能发生衍射现象，D项错误。故选项错误。故选AC。 答案答案AC 了解激光的特性和应用。激光的特点是频率单一、相了解激光的特性和应用。激光的特点是频率单一、相干性好，可用来像无线电波那样进行调制传递信息；平行干性好，可用来像无线电波那样进行调制传递信息；平行度高、方向性好，可用来测量超远距离、刻制光盘；亮度度高、方向性好，可用来测量超远距离、刻制光盘；亮度高、强度大，可用来充当手术刀切除肿瘤。高、强度大，可用来充当手术刀切除肿瘤。
