屆高考一輪復(fù)習實驗測定玻璃的折射率用雙縫干涉測光的波長

1、圖13510 1 1玻璃磚對光線的作用玻璃磚對光線的作用 如圖1351所示，所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱當光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點是：(1)射出光線和入射光線平行；(2)各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；(3)射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān) 2利用玻璃磚測量玻璃的折射率實驗原理 如圖1352所示，要確定通過玻璃的折射光線，可通過插針法找出入射光線AO對應(yīng)的出射光線OB，這樣就能求出折射光線OO和折射角r.再根據(jù)折射定律n ，則可計算出玻璃的折射率sinisinr圖1352 3利用雙縫干涉測量光的波長實驗原理 如圖1353所示，燈絲發(fā)出的光，經(jīng)過濾光片后變

2、成單色光，這時單縫S相當于一單色光源，S1、S2雙縫相當于兩個步調(diào)完全一致的單色相干光源，通過S1、S2后的單色光在屏上相遇并疊加形成干涉條紋圖135312.xSSdxlld 相鄰兩條明條紋間距，與入射光波長 ，雙縫 、 間距 及雙縫與屏的距離 有關(guān)，其關(guān)系式為： 1. 1.測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率 問題：利用玻璃磚測量玻璃的折射率實驗有哪些注意事項？ 解析：在紙上畫aa和bb時要盡量準確地與玻璃磚的兩個折射面重合； 玻璃磚要輕拿輕放，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學面，嚴禁將玻璃磚當直尺畫aa和bb； 實驗時入射角i應(yīng)在1575范圍內(nèi)取值若入射角i過小，折射角r更小，則

3、角度測量的相對誤差增大；若入射角i過大，由P1、P2射入玻璃磚的光能量減少，且色散嚴重，透過玻璃磚觀察到的P1、P2的虛像暗淡、模糊并且變粗，不利于準確插入P3、P4； 所插大頭針應(yīng)與紙面垂直，P1與P2、P3與P4間的距離要適當大些，這樣可以減小確定光路時出現(xiàn)的誤差； 實驗中玻璃磚寬度所定的界面線aa和bb一旦畫好后，切勿使玻璃磚移動，以免玻璃磚的真實界面與所畫界面出現(xiàn)偏差，使實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差； 作圖時要用細鉛筆，力求精確 例例1:一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的(光線不能通過此表面)現(xiàn)要測定此玻璃的折射率，給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚(P1、P2、P3、P4)

4、、帶有刻度的直角三角板、量角器 實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直，在紙上畫出直線aa和bb，aa表示鍍銀的玻璃表面，bb表示另一表面， 然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2(位置如圖1354所示)用P1、P2的連線表示入射光線 (1)為了測量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？試在圖中標出P3、P4的位置 (2)然后，移去玻璃磚與大頭針，試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角1與折射角2，簡要寫出作圖步驟 (3)寫出1、2表示的折射率公式 圖1354 解析：(1)在bb一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)bb折射、aa反射，再經(jīng)bb折射后)的像，在適

5、當?shù)奈恢蒙喜迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P3和P2(或P1)的像，P3、P4的位置如下圖所示 (2)如圖所示，作圖步驟如下 過P1、P2作直線與bb交于O點；過P3、P4作直線與bb交于O點；利用刻度尺找到OO的中點M；過O點作bb的垂線CD，過M點作bb的垂線與aa相交于N，如圖所示，連接ON；P1OD1，CON2. 1212sin 3.sin sin 3.sinnn答案：見解析 折射率為射：折率為： 點評：點評：利用插針法測量玻璃的折射率都是通過插針描點找入射角和折射角進行的，所以出現(xiàn)問題主要原因是對此過程認識不足 2. 2

6、.用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長 問題：利用雙縫干涉實驗測光的波長實驗有哪些注意事項？ 解答：安裝時，要調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直 雙縫干涉儀是比較精密的實驗儀器，實驗時輕拿輕放，不要隨便拆分遮光筒，測量頭等元件 若濾光片、單縫、雙縫、目鏡等粘有灰塵，要用擦鏡紙輕輕擦拭 光源使用線狀長絲燈泡，調(diào)節(jié)時使燈絲與單縫平行且靠近 例例1:在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放置的光學元件如圖1355所示，則圖1355 (1)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離() A將紅色濾光片改為綠色濾光片 B增大雙縫之間的距離 C

7、減小和之間的距離 D增大和之間的距離 (2)轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對準第1條亮紋中心，對應(yīng)的讀數(shù)如圖1356甲所示為x1_mm，繼續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線對準第5條亮紋中心，對應(yīng)的讀數(shù)如圖乙所示為x2_mm.圖1356 11D22.190mm2.193mm1 D2 2.190(2.1902.193)7.870(7.8697.871)lxlxdx 根據(jù)，可知增大 和 可使增大，故選 項 由甲圖， ，均對 解析：答案： 均對 均對 1.(單選)測定玻璃磚折射率時，下列能減小實驗誤差的做法是( ) 玻璃磚的寬度宜大些 入射角應(yīng)適當大些 大頭針P1，P2及P3，P4間的距離應(yīng)適當大些

8、大頭針P1，P2間的距離適當大些，P3，P4間的距離適當小些 A B C D A 2.(多選)在楊氏雙縫干涉實驗中，如果( ) A用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 D用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 解析：用白光做楊氏雙縫干涉實驗，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色亮條紋與暗條紋(即黑條紋)相間，B對；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對 答案：BD3.(多

9、選)某同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察光的干涉現(xiàn)象，獲得成功，若他在此基礎(chǔ)上對儀器的安裝做如下改動，仍能使實驗成功的是( ) A將遮光筒內(nèi)的光屏，向靠近雙縫的方向移動少許，其他不動 B將濾光片移至單縫和雙縫之間，其他不動 C將單縫向雙縫移動少許，其他不動 D將單縫與雙縫的位置互換，其他不動ABCCDx=ABlld 雙縫發(fā)生干涉，而單縫發(fā)生衍射，故錯；由知，改變雙縫到屏的距離 仍能得清晰條紋，只不過條紋間距變化，故 正確；單縫與雙縫之間距離對干涉無影響，故 正確；濾光片的作用是得到相干單色光，在單縫前還是在單、雙縫之間不影響干涉，故 正確 ： 解析答案： 4.(單選)在用兩面平行的玻璃磚“測定玻

10、璃的折射率”的實驗中，其光路圖如圖1357，對此實驗中的一些具體問題，下列的各種說法中正確的是( ) A為了減少作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)適當取大些 B為了減少測量誤差，P1和P2的連線與玻璃磚界面的夾角越大越好 C若P1、P2距離太大，通過玻璃磚會看不到它們的像 D若P1、P2連線與法線夾角太大，有可能在bb界面發(fā)生全反射 答案：A 實驗中玻璃磚寬度所定的界面線aa和bb一旦畫好后，切勿使玻璃磚移動，以免玻璃磚的真實界面與所畫界面出現(xiàn)偏差，使實驗結(jié)果出現(xiàn)偏差； 作圖時要用細鉛筆，力求精確 解析：(1)在bb一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)bb折射、aa反射，再經(jīng)bb折射后)的像，在適當?shù)奈恢蒙喜迳螾

11、3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P3和P2(或P1)的像，P3、P4的位置如下圖所示 (2)如圖所示，作圖步驟如下 過P1、P2作直線與bb交于O點；過P3、P4作直線與bb交于O點；利用刻度尺找到OO的中點M；過O點作bb的垂線CD，過M點作bb的垂線與aa相交于N，如圖所示，連接ON；P1OD1，CON2. 2. 2.用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長 問題：利用雙縫干涉實驗測光的波長實驗有哪些注意事項？ 解答：安裝時，要調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直 2.(多選)在楊氏雙縫干涉實驗中，如果( ) A用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C用紅光照