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物 理
选修3-4
·
人教版
新课标导学
第十三章
光
第七节 光的颜色 色散
第八节 激 光
【素养目标定位】
※
了解光谱的概念，知道光的色散的定义
※※
掌握薄膜干涉及薄膜干涉中的色散现象
※
知道折射中的色散现象
【素养思维脉络】
1
课前预习反馈
2
课内互动探究
3
核心素养提升
4
课内随堂达标
5
课时强化作业
课前预习反馈
光的色散
知识点
1
频率
波长
单色光
波长
色散
1．薄膜干涉中的色散
(1)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________的光是由同一个光波分解而成的，它们具有相同的________、恒定的相位差及振动方向。
(2)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，前后两个面的反射光的__________不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现______条纹；在另一些位置，两列波相遇后相互削弱，于是出现______条纹。
反射
知识点
2
频率
路程差
亮
暗
2．衍射时的色散
用白光进行衍射实验时，得到的是________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________不同造成的。
3．折射时的色散
白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、__________________
___________，在同一种物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速________。
彩色
位置
橙、黄、绿、蓝、
靛、紫
越小
激光的产生
激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均________，两列相同激光相遇可以发生________。激光是____________的相干光。
相同
知识点
3
干涉
人工产生
激光的特点及应用
知识点
4
特点
性质
应用
相干性
激光具有频率________、相位差________、偏振方向________的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性
光纤通信
平行度
激光的__________非常好，传播________的距离仍能保持一定的强度
精确的________；读取光盘上记录的________等
高亮度
它可以在很小的________和很短的________内集中很大的________
用激光束________、焊接、医学上可以用激光做“________”；激发核反应等
单一
恒定
相同
平行度
很远
测距
信息
范围
时间
能量
切割
光刀
全息照相
1．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________信息。
2．原理
全息照相的拍摄利用了光的________原理，使__________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________性。
3．观察方向
观察全息照片时要用________照射照片，从另一侧面观察。
相位
知识点
5
干涉
参考光
相干
激光
『判一判』
(1)光的颜色是由光的波长决定的。
( )
(2)色散现象表明，白光是复色光。
( )
(3)单色光通过棱镜后也能发生色散。
( )
(4)某单色光在不同介质中传播时光的频率、波长均不同。
( )
(5)全息照相技术利用激光平行度好的特点。
( )
(6)激光不能像无线电波那样用来传播信息。
( )
×
×
×
×
×
×
辨析思考
『选一选』
(多选)关于激光，下列说法正确的是
(
)
A．激光可从自然界中直接获取
B．用激光读出光盘上的信息是利用了激光的平行度好
C．医学上用激光做“光刀”来切开皮肤是利用了激光的平行度好
D．激光雷达测量目标的运动速度是利用了多普勒效应
解析：激光是原子受激辐射产生的，不能从自然界直接获取，A错；用激光做“光刀”是利用了激光的亮度高，C错；根据激光的特性可知B、D选项正确。
BD
『想一想』
雨后初晴，往往会看到绚丽的彩虹，你知道彩虹是如何形成的吗？
答案：彩虹是因为太阳光照射到空中的圆形小水滴，经小水滴的折射、反射形成色散而成的。
解析：彩虹，又称天虹，简称虹，是气象中的一种光学现象。当太阳光照射到空气中的水滴，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光谱，雨后常见。形状弯曲，色彩艳丽。彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成光的色散及反射而成的。
课内互动探究
对色散的理解
如图所示是一白光照射到三棱镜上后出现的色散现象，请问玻璃对哪种色光的折射率最大，对哪种色光的折射率最小？
提示：对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小。
探究
一
思考讨论
1
1．折射时的色散
(1)棱镜
①定义：光学研究中常用棱镜的横截面为三角形，有的棱镜的横截面为梯形，通常都简称为棱镜。
归纳总结
②光学作用：光通过棱镜后向它的横截面的底边方向偏折，如图中所示的θ为光的偏向角，光的偏向角越大，棱镜对光的偏折程度越大。棱镜对光的传播方向的改变遵循光的折射定律。
(2)光折射时的色散
一束白光通过三棱镜后扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光组成的光带，这种现象称为折射时的色散。从图中可以看出，红光(波长较长)通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光要小，而紫光(波长较短)偏折的程度比其他颜色的光要大。
2．对光的颜色的理解
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。
3．各种色光特性比较
各种色光
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
频率
小→大
波长
长→短
同一介质中折射率
小→大
同一介质中波速
大→小
双缝干涉时所产生的条纹间距
大→小
薄膜干涉时所产生的条纹间距
大→小
经三棱镜折射时偏向角大小
小→大
(2020·河北省鸡泽县一中高二下学期期末)某棱镜顶角θ＝41.30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，通过棱镜折射后从另一个侧面射出，在光屏上形成由红到紫的彩色光带，如图所示，当入射角θ1逐渐减小到零的过程中，彩色光带变化的情况是(根据表格中的数据判断)
( )
A
典例
1
典题例析
色光
紫
蓝
绿
黄
橙
红
折射率
1.532
1.528
1.519
1.517
1.514
1.513
临界角
40.75°
40.88°
41.17°
41.23°
41.34°
41.37°
A．紫光最先消失，最后只剩下红光和橙光
B．紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光
C．红光最先消失，最后只剩下紫光和蓝光
D．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光和绿光
解题指导：根据光的折射和全反射临界角分析判断。
解析：各种色光均以相同的入射角射向某种介质时，由于介质对不同色光的折射率不同，则折射角就不同。介质对它的折射率越大，在AB界面上折射时的折射角越小，而在AC界面上对应的入射角越大，当入射角减小时，折射光在AC面上的入射角增大。当入射角减为零时，所有光线到AC面上时入射角均为θ＝41.30°，结合上表可知：紫、蓝、绿、黄四色光均在AC面发生全反射，且紫光最先消失，故选项A正确。
1．(2020·山西大学附中高二下学期月考)某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水的容器，其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M，如图所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到
( )
A．上紫下红的彩色光带
B．上红下紫的彩色光带
C．外红内紫的环状光带
D．一片白光
B
对点训练
解析：因为各种色光折射率不同，进入水中发生色散，紫光的折射率最大，红光的折射率最小，所以紫光进入水中偏折最厉害，经平面镜反射后照射到墙上，紫光处于最下端，所以在墙上出现上红下紫的彩色光带。故B正确，A、C、D错误。
薄膜干涉及其应用
观察薄膜干涉现象时，要在有光照的一侧观察还是在无光照的一侧观察？
提示：在有光照的一侧，因为薄膜干涉是前后两个面的反射光发生的干涉。
探究
二
思考讨论
2
1．薄膜干涉的成因
如图所示，竖直放置的肥皂薄膜由于受到重力的作用使下面厚、上面薄，因此在薄膜上不同的地方，从膜的前、后表面反射的两列光波叠加，若两列波叠加后互相加强，则出现亮纹；在另一些地方，叠加后互相减弱，则出现暗纹。故在单色光照射下，就出现了明暗相间的干涉条纹；若在白光照射下，则出现彩色干涉条纹。
归纳总结
2．薄膜干涉的应用
(1)等倾法检查平面平整度
如图所示，被检查平面B与标准样板A之间形成了一个楔形的空气薄膜，用单色光照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。被检查平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹平行；若被检查表面某些地方不平，那里空气膜产生的干涉条纹将发生弯曲。
对“增透”的理解：如果用宏观的思维方式来理解，两束反射光相互抵消，并没有增加透射光的强度，因此，此过程只是“消反”，却不能“增透”。其实光的干涉将引起整个光场分布的改变，但总的能量是守恒的，反射光的能量被削弱了，透射光的能量就必然得到增强。增透膜正是通过“消反”来确保“增透”的。
特别提醒
(多选)如图甲所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到的图象如图乙所示的条纹中的P和Q的情况，这说明
(
)
A．N的上表面A处向上凸起
B．N的上表面B处向上凸起
C．N的上表面A处向下凹陷
D．N的上表面B处向下凹陷
BC
典例
2
典题例析
解题指导：如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示。(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)
解析：利用光的薄膜干涉来检查平面的平滑情况，就是由标准样板平面和被检查平面间形成一个楔形的空气薄层，用单色光从上面照射，入射光在空气层的上、下表面反射形成的两列相干光束。如果被检测的平面是平的，那么空气层的厚度相同的各点的干涉条纹在一条直线上。
若是被测平面的某处凹下去了，这时干涉条纹就不在一条直线上，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹。这是因为凹处的两束反射光的路程差变大，它只能与膜厚一些位置的两反射光的路程差相同而形成同一级的条纹(路程差相同的干涉条纹为同一级，一般路程差大的干涉条纹级别高，路程差小级别低)，显然凹处的级别增大，将与膜厚一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹。故选项C正确。
同理，若是被测平面某处凸起来了，则该处的干涉条纹将与膜薄一些位置的干涉条纹形成同一级别的条纹。故选项B正确。
2．(2020·黑龙江鹤岗一中高二下学期期中)下列关于光的描述正确的是
( )
A．道路积水表面油膜反射彩色光，表明油膜厚度处处相等
B．光学镜头表面上的增透膜利用了光的干涉原理
C．我们观测到高速远离地球恒星的光的频率会变大
D．照相机镜头的偏振镜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度
B
对点训练
解析：马路上积水表面的油膜呈现彩色图样，是膜的内外表面反射光相互叠加产生干涉形成的；由于油膜的厚度各处都不一样，阳光中的不同波长的单色光在不同厚度的地方，有的会得到加强，有的却会减弱，甚至相互抵消。这样，油膜上有些地方就显得红一些，有些地方显得蓝一些，呈现出瑰丽的色彩，A错误；增透膜是利用了光的干涉原理，B正确；声音有多普勒效应，光同样有多普勒效应，当光源远离观察者时，观察者观测到的频率变小，C错误；照相机的偏振镜，是为了拍摄时减弱反射光的强度，使照片更加清晰，D错误。
激光及应用
激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用，如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等。激光的应用如此广泛，激光到底具有哪些特性？
提示：激光具有单色性好、相干性好、亮度高、平行度好等特性。
探究
三
思考讨论
3
1．激光的产生
激光是人工产生的相干光。
归纳总结
2．激光具有的特点
(1)相干性好
所谓相干性好，是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件。所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。利用相干光易于调制的特点传输信息，所能传递的信息密度极高，一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视，全国人民同时通话还用不完它的通讯容量。
(2)平行度非常好
与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确度已达到1
m。
(3)激光的亮度非常高
它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。
(4)激光单色性很好
激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的。
3．全息照相
如图所示为拍摄全息照片的基本光路。同一束激光被分为两部分，一部分直接照射到底片上(称为参考光)，另一部分通过被拍摄物反射后再到达底片(称为物光)。参考光和物光在底片上相遇时会发生干涉，形成复杂的干涉条纹。底片上某点的明暗程度反映了两束光叠加后到达这点时光波的强弱。全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，要求参考光和物光有很高的相干性。
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进行调制，使其在光导纤维中传递信息的
B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点
C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
C
典例
3
典题例析
解题指导：要了解激光的常见应用，并知道应用了激光的什么性质。
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相干性，A错误；计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好，B错误；医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点，C正确；激光测距利用的是激光的平行度和方向性好的特点，D错误。
3．(多选)关于激光与自然光，下列说法正确的是
( )
A．激光的频率单一，而自然光是含有各种色光频率的光，所以激光的相干性好
B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的
C．激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的
D．相干性好是激光与普通光的根本区别
解析：激光的频率单一，相干性很好，自然光中含有各种频率的光，故A、D正确；激光和自然光都是由原子的跃迁产生的，故B错误，C正确。
ACD
对点训练
核心素养提升
易错点：混淆了中空三棱镜与普通三棱镜
如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光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a点和b点之间，则
( )
A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光
B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光
C．从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光
D．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光
案
例
B
易错分析：选A的同学，错误原因在于把中空的三棱镜当作了普通的三棱镜。
“通过棱镜的光线向底边方向偏折”不适用于本题的条件，切忌生搬硬套。
正确解答：由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶角偏折，光路图如图所示，所以从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光，故选项B正确。
课内随堂达标
课时强化作业第十三章 第七、八节
沙场点兵·名校真题·实效检测
1．(2020·山西省忻州市第一中学高二下学期期中)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处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处如图所示。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为( B )
A．λ
B．λ
C．λ
D．λ
解析：因为薄膜的厚度为波长的，所以两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，从而减少了反射光，从而减少了反射光的能量。故选B。
2．(2020·浙江省湖州市高二下学期期末)关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( D )
甲：单色光通过劈尖产生明暗条纹
乙：单色光通过牛顿环产生明暗条纹
丙：单色光通过双缝产生明暗条纹
丁：单色光通过单缝产生明暗条纹
A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹
B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大
D．丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹
解析：丁实验中，单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹，其它三个均为光的干涉条纹，选项A错误，D正确；牛顿环产生明暗条纹是不等距的，选项B错误；丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的波长越大，频率越小，选项C错误；故选D。
3．(多选)(2020·山西大学附中高二下学期月考)如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是( ABE )
A．a色光的频率最大
B．c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大
C．三种色光的波长关系为λa＞λb＞λc
D．若分别让a、b、c三色光通过双缝干涉装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
E．若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
解析：根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，a光的频率最大。故A正确，C错误。c光的折射率最小，由公式v＝分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大。故B正确；干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，故D错误；由临界角公式sin
C＝分析得知，a光的临界角最小，若b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射。故E正确。故选ABE。第十三章 第七、八节
请同学们认真完成练案[17]
(时间：30分钟 总分：50分)
基础夯实
一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)
1．(2020·北京市昌平区高二下学期期末)阅读下列材料，解答(1)～(3)小题。
明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b。
(1)如果光束a是蓝光，则光束b可能( D )
A．红光
B．黄光
C．绿光
D．紫光
(2)已知入射角i＝60°，b光在三棱镜中的折射角r＝45°，该三棱镜对b光的折射率为( C )
A．
B．
C．
D．
(3)某同学分别用a光和b光进行双缝干涉实验，实验装置完全相同。其中如图为b光的干涉条纹，则下图所示的条纹中可能是a光的干涉条纹的是( A )
解析：(1)根据棱镜对各色光的折射率可知，若a光为蓝光，则b光可能为紫光，故选D。
(2)n＝＝＝
(3)由于a光的波长大于b光的波长，故a光的干涉条纹间距大于b光，故选A。
2．2015年以美国为首的多国联盟多次对伊拉克极端武装分子发动空袭，美方称利用卫星可以将地面状况看得一清二楚，而伊方称，已在各地布满了对空激光炮。试问：在战争爆发时，伊方欲用激光器击毁位于地平线上方的空间站，则应将激光器( C )
A．瞄高些
B．瞄低些
C．沿视线直接瞄准
D．若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些
解析：空间站反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向空间站也要发生折射，根据光路可逆，两者的光路相同。因此，A、B两项错误，C项正确，D项中空间站是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知应瞄低些方能射中，故D项错误。
3．将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9
m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的( BD )
A．单色性好
B．平行度好
C．粒子性
D．高能量
解析：激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量大，故可修复器官。
4．(2020·吉林省延边二中高二下学期期中)如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a、b两束，则( AB )
A．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失
B．用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距
C．a、b两束光相比较，在真空中的传播速度a光比b光大
D．在水中，b光波长比a光波长大
解析：由sinC＝，则a光的临界角较大b光的临界角较小，故若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光的折射角先达到90°，发生全反射，最先消失，故A正确；根据折射角raλb，条纹间距Δx＝λ，则a光的干涉条纹间距大于b光的间距，故B正确D错误；真空中所有光的传播速度是相同的，故C错误。
二、非选择题
5．原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光。激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪。
(1)说明激光的主要特点。
(2)1969年7月，美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题。请分析这台激光反射器用什么光学仪器好。
(3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？
(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光的什么性质？
答案：(1)高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好
(2)全反射棱镜
(3)激光单色性好，相干性好
(4)激光高能量，且方向性好
解析：(1)激光的主要特点是：高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好。
(2)要想利用激光测量月地间距离，需要让从地球射向月球的激光沿原路反射回来，全反射棱镜可以做到这一点。
(3)激光具有单色性好，易得到稳定的相干光源。
(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光高能量，且方向性好的特性。
能力提升
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S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图象应是图中的( D )
解析：铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是基本水平的。
2．两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射光线是( D )
A．一束白光
B．白光带
C．散射彩色带
D．平行彩色带
解析：各色光经多次折射但由于两棱镜相邻两侧面平行，所以各色光出射光线与入射光线平行，最后出射光线是平行彩色带。
3．(2020·山西大学附中高二下学期检测)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图(a)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(b)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)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图(a)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( A )
A．变疏
B．变密
C．不变
D．消失
解析：干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的，当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜倾角减小，相邻明条纹(或暗条纹)必须变疏才能符合所在位置下面对应的薄膜厚度差跟原先一样，故A正确。
4．一复色光中只含有a、b两种单色光，用该复色光照射一竖直理想透明薄膜(膜层厚度从零开始，上薄下厚)时，得到如图所示的干涉图样。若用此复色光通过玻璃半球射向空气，下列四个光路图中可能符合实际情况的是( AD )
解析：根据薄膜干涉图象，可知λa<λb，所以a光的折射率大，故选项A、D正确。
5．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上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜。现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮。则( AD )
A．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消
C．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加
D．温度从t1升到t2的过程中，A的高度增加
解析：出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A正确，B错误。温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加，故C错误，D正确。
二、非选择题
6．用三棱镜可使阳光折射成一条彩色光谱带，如图所示，请回答下列问题：
(1)B、C、D区域分别是什么色光区？(红、绿、蓝光区)
(2)将一瓶绿藻放在A处，则B、C、D哪一处变暗？
(3)将一瓶绿藻放在B、C、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，C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，C为绿光区，故绿藻只能得到极少量可利用的光来进行光合作用，因而会严重影响其生长。
