高三实验专题《测玻璃的折射率》《用双缝干涉测光的波长》.doc

2011届高三实验专题测定玻璃的折射率 2011-3一、思考题1根据哪些原理(即公式)可以测定玻璃折射率？需要测量哪几个量？这些量是怎样测出来的？2用插针法测定玻璃的折射率，哪些针是在放玻璃砖之前就插上了的？哪些是放玻璃砖之后插上的？四个针各怎样定位？第一和第二根针定位时需要用眼睛透过玻璃砖来观察吗？针应当插直还是插歪？第三个针应当靠近还是远离玻璃砖的界面？ 第四个针和第三个针的距离应当大些还是小些？3在白纸上记录玻璃砖表面位置的两条直线，哪个是放玻璃砖前画上的？哪个是在放玻璃砖后画上的？画第二条线时留下的痕迹是粗些好还是细些好？为什么？如果这条线画得不很靠近玻璃砖，对测量结果有什么影响？4. 为了减少误差，所取的入射角大些好还是小些好？有人说：“入射角不能太大，入射角太大时，光在玻璃砖第二个界面上会发生全反射。”这说法对吗？5没有量角器和三角函数表，怎样从用插针法所得到的图，测量和计算出玻璃的折射率？只有圆规和刻度尺时怎么办？只有刻度尺时又怎么办？6用插针法测量折射率时，如果玻璃砖的两个表面不平行对测量结果有什么影响？是否可以用棱镜测量玻璃的折射率？是否可以用半圆玻璃砖测量玻璃的折射率？ 用这些器材时与用两面平行玻璃砖时原理和方法上有什么异同？7怎样测量液体介质的折射率？8实验的两种作图：测量什么量？公式如何？二、练习题1对于测定玻璃的折射率实验中的一些具体问题，几个学生发生了争论，他们的意见正确的是（ ）A为了提高测量精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当取大些；B为了提高测量精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应取小些；C为了提高测量精确度，入射角应适当取大些；D为了提高测量精确度，入射角应取小些；EP1、P2、距离大小，入射角的大小与测量精确度没有关系；F如果入射角太大，对反射光强，而折射光线太弱，不易观察；bG如果入射角太大，则折射光线将会在玻璃砖内表面发生全反射，而使实验无法进行；H玻璃砖的宽度宜大一些可以减小确定光路时出现的误差；I大头针应垂直地插在纸面上。2某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r，作出sinisinr图象如图所示下列判断中哪些是正确的？A他做实验时，光线是由空气射入玻璃的；B玻璃的折射率为0.67；C玻璃折射率为1.5；D玻璃临界角的正弦值为0.673用如图所示的装置观察光的反射和折射现象并测得玻璃的折射率在光具盘的中央固定一块半圆柱形玻璃砖，使两者的圆心O重合使激光束从玻璃砖圆弧面一侧入射，并垂直直径平面通过圆心O沿直线射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上对应位置的刻度以圆心为轴，入射光束方向不变，逆时针缓慢转动光具盘，同时发现有两束光在光具盘上移动这两束光将如何移动？_亮度将如何变化？ 。当光具盘转过q角时，发现其中一束光刚好消失，则玻璃的折射率n_4在用“插针法”测定玻璃砖的折射率的实验中，把P1、P2连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为_角，这个角过小会_，过大会使从bb面看不到P1、P2的_若已确定了P1、P2的位置，欲确定P3的位置，应在观察时使P3_如图所示，甲同学做实验时所画的MN线(入射界面)虽与玻璃砖ab面重合，但PQ线却略向外平移；乙同学的“MN和PQ之间距离虽等于ac，但实验时玻璃砖的ab、cd都相对MN、PQ平移了一些取走玻璃砖后，分别按MN、PQ及MN、PQ画图求折射率丙同学做实验时所画的MN线(入射界面)虽与玻璃砖ab面重合，但PQ线却略向内平移；那么，甲测出的折射率将_，乙测出的折射率将_，丙测出的折射率将 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)aMbc丙NPQd5（04广西）如图所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线OA与y轴正方向的夹角，是直线OP3与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角和，便可求得玻璃得折射率。某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y 0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是 ；若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置的方法是 ACBSO ；若他已正确地测得了的、的值，则玻璃的折射率n= 。 6如右图所示的装置可以测量棱镜的折射率，ABC表示待测直角棱镜的截面积，棱镜的另外两个锐角也是已知的，B=，紧贴直角边AC的是一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，使得从AB面的出射光线与SO重合。在这种情况下仅需要测量出 就可以算出棱镜的折射率的表达式n= 。7等腰直角三棱镜ABO的两个腰长都是16cm，如图所示。为了测定它的折射率，将棱镜放在直角坐标系中，使两腰与Ox、Oy轴重合，从OB边的C点注视A棱，发现A棱的视位置在AO边上的D点，在C、D两点插上大头针，看出C点的坐标位置（0，12），D点坐标位置（9，0），由此计算出棱镜的折射率为 ACBP1P230P2P28如图所示，用某种透光物质制成直角三棱镜ABC在垂直AC面的直线MN上插上大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像与P2的像重合，再在观察这一侧先后插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置，并标出AB界面的位置。移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面相交于D点，量出该直线与AB面的夹角为45；则该透射物质的折射率n= ，请画出完整光路图。9（ 06年全国2卷）一块玻璃砖用两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能通过表面）。现要测定此玻璃的析射率。给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P1、P2、P3、P4）带有刻度的直角三角板、量角器。实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直。在纸上画出直线aa 和bb ，aa 表示镀银的玻璃表面，bb 表示另一表面，如图所示。然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2（位置如图）。用P1、P2的连线表示入射光线。（1）为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4？试在题图中标出P3、P4的位置。（2）然后，移去玻璃砖与大头针。试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2。简要写出作图步骤。（3）写出1、2表示的折射率公式为n 。OP1P2MNAB10（06年东城一模21题）利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1 P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。（A）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是，他应该采取的措施是_.（B）为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插枚大头针。（C）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“”表示，做出光路图。为了计算折射率，应该测量的量（在光路图上标出），有： ，计算折射率的公式是。P1P2P3P411（06年丰台二模）某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示。在图上画出所需的光路。为了测量出玻璃砖折射率，需要测量的物理量有 （要求在图上标出）。写出计算折射率的公式n= 。参考答案1ACF；2ACD；3从玻璃砖圆弧面射出的光束将逆时针转动，在空气中的折射光束将顺时针转动；从玻璃砖圆弧面射出的光束亮度将变强，在空气中的折射光束的亮度将变弱；1/sinq。4入射，使测量误差偏大，像，同时挡住P1、P2的像，偏小，不变，偏大5在白纸上画一条与+y轴夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在直线OA上 ；在y0区域透过玻璃砖看到P1、P2的像，插上P3，恰能挡住P1、P2的像 ；。 6SO与AB的夹角a，； 74/3； 8，图略。9(1)在bb一侧观察P1、P2（经bb折射，aa反射，再经bb折射后）的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2（或P1）的像和P3、P4的位置如图.(2)过P1、P2作直线与bb交于O；过P3、P4作直线与bb交于O； 利用刻度尺找到OO的中点M；过O点作bb的垂线CD，过M点作bb的垂线与aa相交与N，如图所示，连接ON；P1OD=1，CON=2.OP1P2MNirP3DAB(3) 10(A)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来；向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角；(B)1枚；P1P2P3P4ir(C)光路图如右图，光在圆弧面上D点发生折射，法线为OD直线，测出入射角i和折射角r，折射率11光路如图所示;i和r； 2011届高三实验专题用双缝干涉测光的波长一、思考题1用双缝干涉测量光的波长根据的是什么公式？公式中“L”的含意是什么？如何测量？公式中“d”的含意是什么？为什么给出“d”的值而不让同学测量？公式中“Dx”的含意是什么？有同学说Dx是亮条纹的宽度，有同学Dx是相邻明（或暗）条纹中心线之间的距离，谁的理解是对的？“Dx”是怎么测出来的？为了减小测量Dx的误差，采取什么办法？2光源灯丝什么样形状较好？灯丝取向应当怎样？3单色光源、相干光源各是如何得到的？4改变双缝间距离、双缝到光屏间距离以及入射光的颜色，对双缝干涉条纹的宽度各有什么影响？5白光的干涉条纹什么样？中央条纹什么色？单色光的干涉条纹是什么样的？中央条纹是明条纹还是暗条纹？6如果在双缝前分别放置红色和蓝色的滤光片，在光屏上会看到什么现象？7把双缝遮挡住其中一个，在光屏上将看到什么现象？衍射条纹与干涉条纹区别是什么？二、练习题1在“用双缝干涉测光的波长”的实验中(1)已知双缝到光屏之间的距离为600 mm，双缝之间的距离为0.20 mm，单缝到双缝之间的距离是100 mm某同学在用测量头测量时，先将从测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数如图甲所示然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如图乙所示这两次的示数依次为_mm和_mm，由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_nm(2)下列操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离的是_A增大单缝和双缝之间的距离B增大双缝和光屏之间的距离C将红色滤光片改为绿色滤光片D增大双缝之间的距离2在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，准备了下列仪器：A白炽灯 B双窄缝片 C单窄缝片D滤光片 E毛玻璃光屏(1)把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是_(填字母)(2)在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示其中表示a纹位置(如图甲所示)的手轮读数为_mm，表示c纹位置(如图乙所示)的手轮读数为_mm (3)已知双缝间的距离为0.18 mm，双缝与屏的距离为500 mm，则单色光的波长为_m3（1）在用双缝干涉测光的波长实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图2(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示，此时图3(b)中游标尺上的读数x2= ； 利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离Dx= mm；这种色光的波长l= nm。 参考答案：1(1)0.640，10.295，536；(2)B 2(1)ADCBE(2)1.790； 4.940(3)0.5673（1）15.02mm； 2.31mm；6.6102光学演示实验1如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带电（选填写“正”或“负”）；若改