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光的直线传播本影和半影 光的反射反射定律平面镜成像作图法 光的折射折射定律全反射 棱镜光的色散

1. 棱镜

  把横截面为三角形或梯形的,由透明介质组成的物体称为棱镜. 棱镜不仅可以改变光的传播方向,还可以使光发生色散.

  2. 全反射棱镜

  横截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜.

  垂直于全反射棱镜任一面的光线进入棱镜后,都会在棱镜的其他面发生全反射,如图3-27所示. 因此全反射棱镜在实际当中应用很多,如车尾灯、路标、潜望镜等.

     
       
  3. 光的色散

  白光通过三棱镜后,在另一侧的屏上出现由红到紫各色光组成的光谱,这种现象称之为色散现象. 如图3-28所示,从图中可以看出,红光的偏折角最小,紫色的偏折角最大,其原因就是:用一介质对不同色光的折射率不同,对红光的折射率最小,对紫光的折射率最大.

     
          

难点突破:

1. 光的颜色由光的频率决定,光在传播时,其传播速度因传播的介质不同而不同,但光在传播时频率不变,即颜色不变.从红光到紫光频率逐渐增大.

  2. 折射率与光的频率的关系:同一介质对不同频率的光折射率不同,对频率越大的光折射率越大,可见光中,同一介质对紫光的折射率最大,对红光的折射率最小,因此紫光经过三棱镜时偏折最大,而红光则偏折最小.

  3. 在真空中各种频率的光传播速度均相同,在同一介质中,各种频率光的传播速度是不同的,由可知,在同一介质中红光传播速度最大,紫光传播速度最小.

  4. 在真空中各种频率的光波长不同,由可知,紫光波长最短,红光波长最长. 由,得,所以在介质中各种频率的光的波长都将变小,在同一介质中,仍然是紫光波长最短.

例题3-9 单色细光束射到折射率为的透明球表面,光束在过球心的平面内,入射角i=45°. 研究经折射后进入球内又经内表面反射一次,再经球表面折射后射出的光线,如图3-29甲所示,图中已画出入射光线和出射光线.

    (1) 在图中大致画出光线在球内的路径和方向.

    (2) 求入射光和出射光间的夹角α.

    (3) 如果入射光是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色的光α角最大,哪种颜色的光α角最小?(上海)




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