1、第十三章第十三章 光光第七节第七节 光的颜色光的颜色 色散色散红光红光白光白光 各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波各种光的不同颜色，实际反映了它们不同的波长（或频率）用白光做双缝干涉实验，由于白光内长（或频率）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，在屏上会出现彩色各种单色光的干涉条纹间距不同，在屏上会出现彩色条纹条纹我们知道：波速等于波长和频率的乘积，这个关系我们知道：波速等于波长和频率的乘积，这个关系对一切波都是适用的不同的色光在真空中的传播速度对一切波都是适用的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：波长相同，所以波长不同的色光
2、，它们的频率也不同：波长越长，频率越小；波长越短，频率越大各色光在真空越长，频率越小；波长越短，频率越大各色光在真空中的频率的范围见下表：中的频率的范围见下表：让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉薄膜干涉薄膜干涉.swf不同单色光的薄膜干涉条纹不同单色光的薄膜干涉条纹 可见，波长可见，波长越长，干涉条纹越宽越长，干涉条纹越宽 1 1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方由于光波波长极
3、短，的厚度相等的地方由于光波波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹才能观察到干涉条纹 2 2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉等都是薄膜干涉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水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色薄膜干涉的薄膜干涉的应用（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
4、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，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹标准样板标准样板待检部件待检部件空气薄层空气薄层如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的平行的,如图（如图（b b）所示；如果观察到的干涉条纹）所示；如果观察到的干涉条纹如图（如图（c c）所示，则表示被检测表面微有凸起或）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或
5、凹下的地方的干涉条纹就弯曲。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。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，只相当于一张纸片的厚度注：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镀层镀层薄膜薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁一般用氟化镁)。当。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好薄膜的厚度适当时，在薄膜的
6、两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜增透膜。1、增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少、增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？多大？2、是否对所有颜色的光都有增透的、是否对所有颜色的光都有增透的作用？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，所以一般增因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的在
7、薄膜中波长的1/41/4。由于其它色光不。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。镜头呈淡紫色。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一束白光经过棱镜后会发生色散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，不同色光通过棱镜的后的偏折角度不同石因为棱镜材料对不同色光的折射率不同白光通过三棱镜.swf1 1、下列现象属于薄膜干涉的有、下列现象属于薄膜干涉的有:（）A.A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹在水面上的油膜呈现的彩色花纹;B.B.雨后天空中呈现的彩虹雨后天空中
8、呈现的彩虹;C.C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹D.D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。肥皂泡上呈现的彩色环纹。练习：练习：2 2、用单色光照射肥皂薄膜、用单色光照射肥皂薄膜:（）A.A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹看到的干涉图样是明暗相间的条纹;B.B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉,形成干形成干涉图样。涉图样。C.C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别反射出来,形成形成两列波两列波,这两列波频率相同这两列波频率相同,所以可以产生干涉所以可以产生干涉;D.D.若改用白
9、光照射则看不到干涉条纹。若改用白光照射则看不到干涉条纹。3 3、如图所示为一显示薄膜干涉现象、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，的实验装置，P P是附有肥皂膜的铁丝是附有肥皂膜的铁丝圈，圈，S S是一点燃的酒精灯。往火焰上是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（图象应是下图中的（）4 4、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1 1所示。将一块平板所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一
10、个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从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上往下看到的干涉条纹如图2 2所示。干涉条纹有如下特点：所示。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。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气薄膜后，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，从上往下观察到的干涉条纹将（从上往下观察到的干涉条纹将（）A.A.变疏变疏 B.B.变密变密 C.C.不变不变 D.D.消失消失
