1、增透膜可以增加透射光的强度;薄膜干涉用检查工件表面是否平整。4折射时的色散（1）三棱镜指的是截面为三角形的透明介质,简称棱镜。（2）如图所示,当光斜射向玻璃棱镜的一个侧面时,光线将向棱镜的底面偏折。（3）如果斜射向玻璃棱镜一个侧面的入射光是白光,则经棱镜两侧面的两次折射后,将会发生色散现象。偏折程度最小的是红光,偏折程度最大的是紫光。（4）棱镜能使白光发生色散的原因是同一种介质对不同颜色的光折射率不同。单色光的波长越短,介质的折射率越大。1可见光中,波长最长的光是什么色光?解答 红光。2光的干涉现象中有色散吗?解答 有。3光的衍射现象中有色散吗?主题1生活中的薄膜干涉现象问题（1）找两块比较干
2、净的玻璃片叠放在一起,在阳光下用力挤压,会看到彩色的条纹。用力挤压时,条纹会移动,这是为什么?（2）夏天路面上有积水时,如果水面有油膜,它呈现什么颜色?你知道形成的原因吗?（3）根据你在日常生活中的观察,还有哪些现象是薄膜干涉?解答（1）观察到的是薄膜干涉现象。由于两玻璃的接触表面不是很平,会在两玻璃片之间形成一层厚度不均匀、也不是均匀变化的空气夹层。由于空气膜厚度不均匀,从空气膜前后表面反射的光相互叠加而发生干涉,所观察到的彩色条纹就是干涉条纹。（2）水面上的油膜呈现彩色,这是由于油膜厚度不均匀形成薄膜干涉的结果。（3）照相机镜头呈现淡紫色;阳光下吹出的肥皂泡是彩色的;玻璃或眼镜片表面有油污
3、时,也呈现出彩色。另外,好多产品上都有激光防伪标志,激光防伪标志在光的照射下也会呈现出彩色,这也是薄膜干涉现象。知识链接薄膜干涉广泛应用于光表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。主题2薄膜干涉的原理问题薄膜干涉的实验装置如图所示。（1）试分析说明薄膜干涉中相干光的及其干涉原理。（2）在酒精灯的灯芯上撒一些食盐与灯芯上不撒任何东西分别做实验,观察到的现象有什么区别?解答（1）竖直放置的肥皂薄膜,由于受到重力的作用,形成了上薄下厚的楔形。酒精灯火焰照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别反射出,形成了两列波,这两列波的频率相同,是相干波,它们相互叠加后发生干涉现象。
4、（2）灯芯上撒一些食盐可使火焰发出单色光（黄光）,薄膜干涉图样是明暗相间的条纹;灯芯上不撒任何东西时火焰发出复色光,薄膜干涉图样是彩色的条纹。知识链接薄膜干涉是由薄膜的上、下表面反射（或折射）光束相遇而产生的干涉。薄膜通常由厚度很小的透明介质形成。主题3薄膜干涉检查平整度情景用薄膜干涉检查工件表面的平整程度时,其装置如图所示。问题（1）我们要检查的工件是还是b?（2）具体地说说相干光是哪里的。（3）如果工件表面平整,入射光是单色光,其干涉条纹是什么形状的?（4）薄膜干涉检查平整度比肉眼直接检查平整度达到的精度是高还是低?解答（1）要检查的工件是b,即厚玻璃砖的上表面。标准样板必须是平整的。（2
5、）相干光就是楔形空气层上、下表面反射出的光（或者说标准样板的下表面、厚玻璃砖b的上表面反射出的两列光）。（3）如果工件表面平整,入射光为单色光时,从空气薄膜同一厚度处的上、下表面反射的光,其路程差是相同的,如果路程差刚好是入射光波长的整数倍,则叠加后相互加强,会出现明条纹。由此可知,明条纹是与标准样板左边棱边平行的,而且干涉条纹相互平行。（4）薄膜干涉检查平整度的精度远高于肉眼观察。知识链接用干涉法检查平面时,如果被检测平面是平整的,得到干涉图样是等间距的,如果不平整,则干涉条纹出现弯曲。1（考查对薄膜干涉的理解）关于薄膜干涉,下列说法正确的是 （）。A干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反
6、射形成的两列光波叠加的结果B干涉条纹中的暗条纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜的厚度处处相等D观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的另一侧观察【解析】薄膜前后两个面反射的光波的光程不同,在一些地方,波峰（波谷）与波峰（波谷）相遇,相互加强,出现亮条纹;在另一些地方,波峰（波谷）与波谷（波峰）相遇,相互削弱,出现暗条纹,选项A正确,选项B错误。干涉条纹是等间距的平行线时,说明薄膜是理想的劈尖干涉,即薄膜厚度是均匀变化的,选项错误。人眼观察到的条纹是膜前、膜后反射光波叠加的结果,因此人应与入射光在同一侧观察,选项D错误。【答案】A【点评】薄膜干涉是膜前后两个
7、面反射光叠加的结果。观察薄膜干涉要从入射光的一侧观察。2（考查光现象中的彩色图样）表面附着油膜的透明玻璃片,当有阳光照射时,可在表面和玻璃片的边缘分别看到彩色图样,则（ ）。A两者都是色散现象B两者都是干涉现象前者是干涉现象,后者是折射现象D前者是色散现象,后者不是色散现象【解析】阳光照射到油膜上,油膜前后表面的反射光干涉形成彩色图样,是干涉现象。阳光照在边缘棱角处,由于折射产生彩色图样,是折射现象,两者都属于色散现象,选项A、正确。【点评】干涉、衍射、折射都能产生色散现象,但是要能区分它们。 3（考查对色散现象的理解）白光通过三棱镜发生色散,这说明（ ）。A不同颜色的光在真空中的光速不同B对
8、同一介质红光的折射率比紫光大在同一介质中,红光的折射率小于紫光的折射率D每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光【解析】白光通过三棱镜后发生色散,说明不同频率的光在同一介质中折射率不同,红光折射率最小,紫光的折射率最大,故选项正确。【答案】【点评】各色光在同一介质中折射率不同,偏折角度不同。4（考查薄膜干涉的应用）劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示。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乙所示。干涉条纹有如下特点（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等。（2）任意相邻明
9、条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现将甲图装置中的纸片抽去一张,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,则条纹（）。A变疏B变密不变D消失【解析】根据形成明条纹的条件可知,相邻明条纹对应的路程差等于入射光的波长。抽去一张纸片,样板的倾角变小,要使相邻明条纹对应的路程差仍等于入射光的波长,则样板上条纹间的距离将会增大,即干涉条纹将变疏。【点评】要理解劈形空气薄膜变薄后干涉条纹变稀疏的原因。拓展一薄膜干涉原理及其应用1图甲为用薄膜干涉检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置。若待检板的上表面平整,则当平行的单色光照射到标准板上时,可从标准板上方观察到平行的、明暗相间的干涉条纹。若观察到的条纹如图乙所示
10、,则说明待检板的上表面（）。A有一个凸起的圆台B有一个凹陷的圆坑有一个沿b方向凸起的高台D有一个沿b方向凹陷的沟【分析】在应用薄膜干涉检查材料的表面时,如果表面是平整的,则得到的干涉条纹是互相平行的;如果有凹陷的部分,则该处条纹向楔形的顶部弯曲。【解析】由薄膜干涉原理知,如果被检玻璃板表面是平整的,则干涉条纹疏密均匀,薄膜同一厚度处出现同一条纹,相邻干涉条纹的光程差等于入射光的波长。从图乙所示情况看,明条纹向左弯曲,说明弯曲处光程差与该条纹上其他位置的光程差相同,因此弯曲处比原薄膜厚,即玻璃表面向下凹陷,选项A、不正确。如果有一个沿b方向凹陷的沟,那么所有条纹都应向同一方向弯曲,因此不是选项D
11、所说的情况。本题正确选项为B。【答案】B【点拨】要抓住产生明暗条纹的条件进行判断。拓展二折射时的色散2如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是（）。A红光的偏折最大,紫光的偏折最小 B红光的偏折最小,紫光的偏折最大玻璃对红光的折射率比紫光大 D玻璃中紫光的传播速度比红光大【分析】在同一条件下,通过棱镜的各种色光中紫光偏折角度最大,紫光在同一介质中折射率最大,传播速度最小。【解析】玻璃对频率不同的各种色光的折射率不同,在可见光中,对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大。因此在空气和玻璃的第一个界面上,虽然各单色光入射角相同,但各单色光的折射角不同,由=可知,红光的折射角最大,
12、紫光的折射角最小。在另一个界面上,光由玻璃进入空气,根据光路的可逆性可知,紫光的折射角最大,红光的折射角最小。因此白光经棱镜两次折射后,发生了色散现象,可知选项B正确,选项A、错误。由=可知,可见光中红光在玻璃中的传播速度最大,选项D不正确。【点拨】同种介质对不同波长单色光的折射率不同,折射率由小到大的顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。根据真空中光速相同,即c=f,可知不同单色光波长由大到小的顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。一、物理百雨后天空中的彩虹产生的原因和条件 雨后天空中的彩虹是光的色散现象。美丽的彩虹是如何产生的?是由于雨后有大量小水滴悬浮在空中,太阳光投射到小水滴上,产生了色散现象
13、。我们考察其中一条光线,如图甲所示,这条光线在水滴的前表面处产生折射,再在后表面处部分反射,最后在水滴的前表面处折射射出。由于不同颜色的光在水中的折射率各不相同,在水滴的前后表面发生折射时会产生色散,如图乙所示。尽管从每一水滴上出射的光线中各种色光都有,但在某一位置的观察者从一个水滴上只能看到一种颜色的光。如图丙所示,观察者从一个水滴上看到紫光,则从同一水滴上出射的红光不能进入他的眼睛,可能会射到他的脚上,他只能从较高位置的水滴上才能看到红光。雨后空中悬浮有大量的水滴,设想太阳光平行于地平线入射,你站在地面上观察虹的现象,从对你的眼睛的张角为42的半圆周上的所有小水滴上能看到红光,同样,从张角
14、为40的半圆周上的水滴上能观察到紫光,在两圆弧之间能看到其他颜色的光,红光在最外侧,紫光在最内侧。获得人造彩虹的方法太阳初升或夕阳西下时,你口中含水,背着大阳喷出,空中就会出现人造彩虹。二、备用试题1在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 绿球 D紫球【解析】由视深公式=知紫球看上去最浅,D选项正确。【答案】D甲2如图甲所示,在水中厚度不计的薄玻璃片做成中空三棱镜,里面是空气,一束白光A从棱镜的左边射入,从三棱镜的右边射出时发生色散,射出的可见光分布在点和b点之间,则（）。A从点射出的是红光,从b点射出的是紫光B从点射出的是紫光,从b
15、点射出的是红光从点和b点射出的都是紫光,从b中点射出的是红光D从点和b点射出的都是红光,从b中点射出的是紫光【解析】由红光的折射率小于紫光的折射率知,紫光偏离原方向比红光严重。由于光线是由水向空气传播,所以光线经折射后向顶角偏折,光路如图乙所示。所以从点射出的是紫光,从b点射出的是红光,选项B正确。乙3市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原理之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜（氟化镁）,这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回的热效应最显著的红外线,以表示此红外线在薄膜中的波长,则所镀薄膜的
16、厚度最小应为（）。A B D【解析】为减小反射的热效应显著的红外线,则要求红外线在薄膜的前后表面反射后由于叠加作用减弱,即路程差为半波长的奇数倍,故薄膜的最小厚度为红外线在该薄膜中波长的。4用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带,如图所示,如果将光谱带的三个区域分为绿光区、红光区和蓝光区,请回答下列问题（1）B、D区域分别是什么色光区?（2）将一瓶绿藻放在A处,则B、D哪一处变暗?（3）将一瓶绿藻放在B、D的哪一位置上,就会严重影响它的生长?【解析】（1）B为红光区,为绿光区,D为蓝光区。（2）由绿藻呈绿色可知其对绿光的吸收最弱,故B和D处变暗。（3）由（1）可知,为绿光区,故绿藻只能得到极少量
17、可利用的光进行光合作用,因而会严重影响其生长。【答案】见解析1在下列现象中属于光的色散现象的是（）。A雨后马路上油膜显彩色B肥皂泡在阳光下呈现出彩色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【解析】雨后马路上油膜上下表面反射光具备相干性,出现白光的干涉条纹,即彩色条纹;肥皂泡在阳光下呈现出彩色,也是由于发生了薄膜干涉;阳光通过三棱镜形成彩色光带,是折射现象,三者都是光的色散,故A、B、选项正确。单色光通过双缝时形成明暗相间的条纹,是光的双缝干涉,故D选项不对。【答案】AB2关于薄膜干涉,下列说法正确的是 （）。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
18、,才会发生干涉现象厚度均匀的薄膜,会形成干涉条纹D观察肥皂液膜的干涉现象时,观察者应和光在薄膜的同一侧【解析】当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时,只要前后两面反射回的光波的光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。要形成明暗相间的条纹,只有在薄膜厚度不均匀时才会出现,但对薄膜的形状没有要求,因此选项A、B错误。当薄膜厚度均匀时,不会出现干涉条纹,但能发生干涉现象,如果是复色光照射,这时某些颜色的光因干涉而减弱,另一些颜色的光因干涉而加强,减弱的光透过薄膜,加强的光被反射回,这时会看到薄膜的颜色是振动加强的光的颜色,但没有形成干涉条纹,故选项错误。由薄膜干涉中相干光
19、的可知,干涉的区域应在入射光一侧,因此选项D正确。3图甲为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上撒些盐后,酒精灯发出的光基本上是黄光,则在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图乙中的（）。【解析】由于肥皂膜在重力作用下形成一个从上到下逐渐变厚的楔形薄膜,从肥皂膜前后表面反射的光从上到下路程差也逐渐增加。但是,肥皂膜同一厚度处在同一水平线上,因此干涉条纹应该是水平的。因此,选项D正确。4如图所示,从点光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b间形成一条彩色光带,下面说法中正确的是（）。A侧是红色光,b侧是紫色
20、光B在真空中侧光的波长小于b侧光的波长三棱镜对侧光的折射率大于对b侧光的折射率D在三棱镜中侧光的传播速率大于b侧光的传播速率【解析】由题图可以看出,棱镜对光偏折得严重,即对光的折射率大,所以侧是紫光,波长较短,b侧是红光,波长较长,选项A错,B、对;再根据折射率公式=,所以三棱镜中红光传播速率最大,紫光传播速率最小,选项D错。5图示是用薄膜干涉法检查平面的平整程度的示意图。其中AB是透明的标准样板,D是被检查的平面。用单色光从上面竖直地照射下, 从AB上方观察到有明暗相间的条纹,这是由两束反射光叠加形成的。下列说法中正确的是（）。A两束反射光分别是从AB的上表面和AB的下表面反射的B两束反射光
21、分别是从AB的上表面和D的上表面反射的两束反射光分别是从AB的下表面和D的上表面反射的D如果将右边BD间垫的薄片变薄些,观察到相邻亮条纹间的距离将减小【解析】AB是等厚的透明样板,D是不透明的,发生干涉现象是由两者之间的空气膜造成的。明确薄膜干涉的成因后,可知本题选项正确。垫片变薄后,在同一位置,两束反射光的光程差变小,而相邻亮条纹的光程差是一个波长,由于AB倾角变小,因此相邻亮条纹间的距离应增大。6试分析下列光现象各属于哪种现象。（1）夏天的树荫下出现了很多小的亮斑,形成的原因是什么?（2）雨后路面上油膜呈现出彩色,这是什么现象?（3）在阳光照射下有时玻璃片的边缘呈现出彩色,这是什么现象?（
22、1）小孔成像现象。夏天树荫下出现小的亮斑是光的小孔成像现象,这些亮斑实际上是太阳经茂密的枝叶间的小孔所形成的像。（2）薄膜干涉现象。雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象,由于阳光是复色光,不同色光波长不同,将会在油膜的不同厚度处经前后表面反射叠加加强,使得复色光经油膜的薄膜干涉后呈现出彩色。（3）光的色散现象。阳光照射下玻璃片边缘呈现出彩色是光的色散现象,不同色光经玻璃片边缘两次折射后偏折的程度有所不同,这就是因色散而呈现出彩色的原因所在。（1）小孔成像见解析（2）薄膜干涉（3）色散7如图所示,用三块完全相同的平板玻璃组成一个等边三角形,一束单色光由AB面射入,由A面射出,则以下说法正确的是（
23、）。A出射光线方向与入射光线平行B出射光向顶角偏折出射光会发生色散D出射光会向底边偏折【解析】根据光在发生折射时的规律可知当光通过平行玻璃砖时不改变传播方向,可知选项A正确;由于不改变传播方向,不存在偏折和色散现象,选项B、D错误。8一个半径较大的透明玻璃球体,若截去其上面的一大部分,然后将这一部分放到标准的水平面上,现让单色光竖直射向截面,如图所示,在反射光中看到的是（）。A平行的、明暗相间的干涉条纹B环形的、明暗相间的干涉条纹只能看到同颜色的平行反射光D一片黑暗【解析】球面玻璃与平板玻璃间形成的空气膜由中心向外,厚度变化不均匀,故产生不等距的明暗相间的环形干涉条纹,故选项B正确。9红光和紫
24、光以相同的入射角由空气射到矩形的玻璃砖上。关于光在玻璃中的传播及穿过后的情况,以下说法正确的是（）。A红光在玻璃中的传播速度较大B紫光在玻璃中的传播速度较大红光产生的侧移大D紫光产生的侧移大【解析】如图所示,玻璃对紫光的折射率较大,因此紫光的侧移较大;玻璃对红光的折射率较小,由v=知,红光在玻璃中的传播速度较大。故正确选项为A、D。【答案】AD10已知一束可见光由、p三种单色光组成。检测发现三种单色光中、p两种色光的频率都大于色光;在空气中色光波长比p色光的波长小。当光束通过三棱镜时,下图中光路图正确的是（）。【解析】由c=f可知,、p、三种单色光的频率依次增加,三棱镜对它们的折射率也依次增加
25、,通过棱镜时的偏折程度也依次增加。选项A正确。11在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一个透明的平行板B,B与A的上表面平行,在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜。现在用波长为的单色光垂直照射,同时对A缓慢加热,在B的上方观察到B板的亮度发生周期性的变化。当温度为1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到2时,亮度再一次回到最亮,则（）。A出现最亮时,B上表面反射的光与A上表面反射的光叠加后加强B出现最亮时,B下表面反射的光与A上表面反射的光叠加后相抵消温度从1升至2的过程中,A的高度增加D温度从1升至2的过程中,A的高度增加【解析】A和
26、B之间形成一个厚度均匀的空气膜,则光经空气膜的前表面（即B下表面）和后表面（即A的上表面）反射后产生干涉,当温度为1时最亮,然后亮度逐渐减弱至最暗;当温度升到2时,亮度再一次回到最亮。由干涉的原理知,温度为1和2时,光程差均为波长的整数倍,由于材料A具有热膨胀特性,所以温度从1到2的过程中,A的高度增加,使光程差减小一个波长,则A的高度增加,D项正确。12如图所示,一细光束中含有红、紫两种单色光,从空气斜射到透明的玻璃砖上,透过玻璃砖又射出到空气中,则下列说法正确的是（）。A出射光线中是紫色,是红色B色光在玻璃中的速度比色光在玻璃中的速度小两种色光进入玻璃砖内速度都减小,色光在玻璃中的速度减小的幅度大D色光在玻璃中的波长比色光在玻璃中的波长大【解析】玻璃对紫光的折射率比对红光的折射率大,由=、=、c=真f和v=玻璃f可知（1）玻璃对紫光的折射率比对红光的折射率大,光从空气斜射入玻璃时,紫光的折射角小,故为紫光,红光在玻璃中的传播速度大,选项A、B不正确。（2）由于红光和紫光在空气中的传播速度一样大,所以进入玻璃后紫光速度的减小幅度大,选项不正确。（3）由以上几式可求得=,紫光的折射率比红光的大,因而选项D正确。
