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广东省汕头市澄海中学高中物理 第十三章 光学 光学 光的色散练习 新人教版选修3-4
【知识概要】
1._____________________________________________________________现象叫做光的色散。
不同颜色的单色光，_________和__________不同。
2.薄膜干涉：
（1）楔形薄膜干涉：薄膜在重力作用下厚度不同，在薄膜不同位置，薄膜前后两个面_______________两列光的路程差不同，发生干涉。
若=______________，出现____________；若=________________，出现____________。薄膜上出现_______________干涉条纹。
（2）楔形空气膜：空气层的___________________的两列光波发生干涉。

若=___________，出现____________；若=________________，出现____________。
应用：____________________。空气层厚度相同的地方，两列光波的路程差_________，两列光波叠加时加强或减弱。所以，如果被测表面是平整的，干涉条纹是___________________。如果发生弯曲，表明__________________。如图：表示被检测表面_____________。若向右弯曲，表示 _____________________。

牛顿环：两个玻璃表面之间________薄膜引起的薄膜干涉。

3. （1）同一种透明物质对不同单色光的__________不同，_________越小，折射率__________。即同一种介质对_________折射率最小，对__________折射率最大。
（2）光由一种介质进入另一种介质，__________不变，由，得，判断光在介质中的速度、波长关系。同一种透明物质中，_________越短，_________越慢。
【课堂例题】
【例1】（ ）关于在竖直放置的肥皂膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是
A．干涉条纹的产生是由于光线在膜前后表面反射形成的两列光波的叠加
B．用绿光照射产生的干涉条纹比黄光照射时产生的条纹窄
C．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波谷与波谷的叠加
D．干涉条纹间的暗线是由于两反射光波波峰与波谷的叠加
【例2】（ ）把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是：
A．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
B．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏
C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动
D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动

【例3】（ ）把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入（图甲），这时可以看到亮暗相间的同心圆（图乙）。这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大（例如从中心数起的第二道圆环），则应：
① 将凸透镜的曲率半径变大                   ② 将凸透镜的曲率半径变小
θ
i
A
B
C
③ 改用波长更长的单色光照射                ④ 改用波长更短的单色光照射
A. ①③     B. ①④     C. ②③     D. ②④

【例4】（ ）一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色条纹光带先后全部消失，则：
A、红光最先消失，紫光最后消失；B、紫光最先消失，红光最后消失；
C、紫光最先消失，黄光最后消失；D、红光最先消失，黄光最后消失。
【例5】( )一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则：
A. AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短
B. AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长
C. BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长
D. BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短

【例6】一复色光中只含有 a 、 b 两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长．
①在真空中，a光的速度　　　　（选填“大于”、“等于”或“小于”）b光的速度．
②若用此复色光通过玻璃半球且经球心O射向空气时，下列四个光路图中可能符合实际情况的是 ．

③用该复色光做双缝干涉实验，得到如图所示的干涉图样．
则实线表示 （选填“a”或“b”）光的干涉条纹．

【例7】一束光线以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上，在棱镜中发生折射，方向如图所示，并恰在另一侧面上发生全反射，由以上条件，计算：三棱镜顶角θ的大小．

【巩固训练】
（ ）1. 将铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜．液膜竖直放置时，由于重力作用，上面薄，下面厚，且时间越长，下面越厚．在酒精灯的火焰上撤上一些食盐，用酒精灯的黄光照射竖直放置的液膜，液膜反射的光使我们看到灯焰的像，可观察到像上有亮暗相间的条纹，如图所示．则下列的说法中正确的是：
A．像上有亮暗相间的条纹，这是光的波动性的表现
B．像上有亮暗相间的条纹，说明光反射后出现了偏振现象
C．像上亮暗相间的条纹是肥皂膜前后两表面反射的光叠加而形成的
D．用同一块竖直放置的液膜观察灯焰的像时，在一个不太长的时间段里，应该会看到像上亮暗相间的条纹间隔逐渐变密
（ ）2. 如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是：
A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的
D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的
（　　　　　　）3.图示是干涉检查一块厚玻璃板上表面是否平整的装置，所用的单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个面反射的光线叠加而形的：
A. a的上表面和b的下表面 B. a的上表面和b的上表面
C. a的下表面和b的下表面 D. a的下表面和b的下表面

（ ）4.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为υa和υb，则( )
A． na＞nb B．na＜nb C．υa＞υb D．υ a＜υb

(　　　　　　　)5.在许多光学镜头上涂有增透膜，下列说法正确的是:
A．增透膜的厚度是入射光在空气中波长的1/4
B．增透膜的厚度是入射光在薄膜介质中波长的1/4
C．从增透膜两表面反射的光相互加强，增加了透射光的强度
D．从增透膜两表面反射的光互相消弱，减小了反射光的强度
（　　　　　　）6.如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是：
A
B
C
紫
红
d
d

A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽
B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽
C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽
D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽
7.欲使在真空中波长为0.55mm的黄绿光射到折射率n=1.38的薄膜介质后能增强透射光的强度，则该增透膜的厚度应是______×10-2mm(取三位有效数字)
8.某同学设计了一个“测量金属细丝的直径”的实验：把一根待测金属细丝夹在两块平板玻璃之间，使空气层形成劈尖（如图所示）．
如用单色光垂直照射，就得到等厚干涉条纹．某次测量结果为：单色光的波长589. 3 nm，金属丝与劈尖顶点间的距离L=28.880 mm,30条明纹间的距离为4. 295 mm.（已知两束单色光的光程差等于半波长的偶数倍时，干涉条纹为明条纹．）则：相邻两条明纹的间距l= mm；金属丝直径的计算式D= __ ，该金属丝的直径为 __ mm。（结果保留四位有效数字）
9.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n=1. 5，所要消除的紫外线的频率为8.1Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？
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