高中物理 模块要点回眸 第16点 三点助你解决色散问题素材 沪科版选修3-4（通用） 3页

第16点　三点助你解决色散问题 ‎ ‎1．同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．‎ ‎2．由n＝可知，各种色光在同一介质中的光速不同，红光速度最大，紫光速度最小．‎ ‎3．同一频率的色光在不同介质中传播时，频率不变，该色光在介质中的传播速度为v＝＝λν，波长亦随之改变．‎ 对点例题　ABC为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图1所示．一束白光垂直入射到AC面上，在AB面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向(不考虑自BC面反射的光线)则：‎ 图1‎ ‎(1)使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光自AB面射出，则哪种色光首先射出？‎ ‎(2)使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，哪种色光首先自AB面射出？‎ 解题指导　(1)白光垂直入射AC面后直射到AB面，入射角为45°，发生全反射说明棱镜的临界角C≤45°，这是对从红光到紫光的所有色光说的．当入射光顺时针偏转时，在AC面上发生色散，不同色光偏折不同，红光偏折小，紫光偏折大．如图所示，射到AB面上时红光入射角小，紫光入射角大，但它们都小于45°，另一方面，棱镜对红光的临界角比紫光的临界角大．因此，入射光线顺时针逐渐偏转时，在AB面上红光的入射角将首先小于临界角而射出AB面．‎ ‎(2)如果入射光逆时针偏转，则到AB面上的红光、紫光的入射角都大于45°，都发生全反射而不可能从AB面射出．‎ 答案　(1)红光　(2)没有光从AB面射出 方法总结　分析该题时应注意以下四点：‎ ‎(1)明确各种色光折射率的大小关系；‎ ‎(2)比较白光转动时各色光折射角的大小；‎ ‎(3)明确各色光在AB面上入射角的变化；‎ ‎(4)根据临界角大小作出判断．‎ ‎1．发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图2所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则(　　)‎ 图2‎ A．l1l2>l0‎ C．l2>l1>l0 D．l2n2，a为红光，b为蓝光 D．n1>n2，a为蓝光，b为红光 答案　B 解析　由题图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光，故B正确．‎