课时11 测定玻璃的折射率和用双缝干涉测量光的波长

1、课时课时1111：测定玻璃的折射率：测定玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长用双缝干涉测量光的波长测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率一一. .实验步骤实验步骤(1)(1)将木板水平放置将木板水平放置, ,用图钉将白纸钉在木板上用图钉将白纸钉在木板上. .(2)(2)在白纸上画一条直线在白纸上画一条直线aaaa,并取并取aaaa上的一点上的一点O O为入射点为入射点, ,作过作过O O点的法线点的法线NN.NN.(3)(3)画出线段画出线段AOAO作为入射光线作为入射光线, ,并在并在AOAO上插上上插上P P1 1,P,P2 2两根大头针两根大头针. .(4)(4)在白纸上放上玻璃砖在白纸上放上玻

2、璃砖, ,使玻璃砖的一条长边与直线使玻璃砖的一条长边与直线aaaa对齐对齐, ,并并画出另一条长边的对齐线画出另一条长边的对齐线bb.bb.(5)(5)眼睛在眼睛在bbbb的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向, ,使使P P1 1的像被的像被P P2 2的像挡住的像挡住, ,然后在眼睛这一侧插上大头针然后在眼睛这一侧插上大头针P P3 3, ,使使P P3 3挡住挡住P P1 1,P,P2 2的像的像, ,再插上再插上P P4 4, ,使使P P4 4挡住挡住P P3 3和和P P1 1,P,P2 2的像的像. .(6)(6)移去玻璃砖移去玻

3、璃砖, ,拔去大头针拔去大头针, ,由大头针由大头针P P3 3,P,P4 4的针孔位置确定出射光的针孔位置确定出射光线线OBOB及出射点及出射点O,O,连接连接O,OO,O得线段得线段OO.OO.(7)(7)用量角器测量入射角用量角器测量入射角1 1和折射角和折射角2 2, ,并查出其正弦值并查出其正弦值sinsin1 1和和sinsin2 2. .(8)(8)改变入射角改变入射角, ,重复实验重复实验, ,算出不同入算出不同入射角时的射角时的sinsin1 1/sin/sin2 2, ,并取平均值并取平均值二二. .注意事项注意事项(1)(1)用手拿玻璃砖时用手拿玻璃砖时, ,手只能接触玻

4、璃砖的毛面或棱手只能接触玻璃砖的毛面或棱, ,不能触摸光洁不能触摸光洁的光学面的光学面, ,严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb.bb.(2)(2)实验过程中实验过程中, ,玻璃砖在纸上的位置不可移动玻璃砖在纸上的位置不可移动. .(3)(3)大头针应竖直地插在白纸上大头针应竖直地插在白纸上, ,且玻璃砖每两枚大头针且玻璃砖每两枚大头针P P1 1与与P P2 2间间,P,P3 3与与P P4 4间的距离应大一点间的距离应大一点, ,以减小确定光路方向时造成的误差以减小确定光路方向时造成的误差. .(4)(4)实验时入射角不宜过小实验时入射角不宜过小, ,否

5、则会使测量误差过大否则会使测量误差过大, ,也不宜过大也不宜过大, ,否否则在则在bbbb一侧将看不清楚一侧将看不清楚P P1 1,P,P2 2的像的像. .(5)(5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖, ,如采用三棱镜、半如采用三棱镜、半圆形玻璃砖等圆形玻璃砖等, ,一样能测出其折射率一样能测出其折射率, ,但出射光和入射光不平行但出射光和入射光不平行DAOBCsinsininrACBD三三. .数据处理数据处理1.1.用量角器测量角度用量角器测量角度2.2.用圆轨画圆测线段用圆轨画圆测线段3.3.用刻度尺量相等线段用刻度尺量相等线段某同学用大头针

6、、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率. .开始玻璃砖的位置如图中实线所示开始玻璃砖的位置如图中实线所示, ,使大头针使大头针P P1 1,P,P2 2与圆心与圆心O O在同一直在同一直线上线上, ,该直线垂直于玻璃砖的直径边该直线垂直于玻璃砖的直径边, ,然后使玻璃砖绕圆心然后使玻璃砖绕圆心O O缓慢转缓慢转动动, ,同时在玻璃砖的直径边一侧观察同时在玻璃砖的直径边一侧观察P P1 1,P,P2 2的像的像, ,且且P P2 2的像挡住的像挡住P P1 1的像的像. .如此观察如此观察, ,当玻璃砖转到图中虚线位置时当玻璃砖转到

7、图中虚线位置时, ,上述现象恰好消失上述现象恰好消失. .此时此时只须测量出只须测量出 , ,即可计算出玻璃即可计算出玻璃砖的折射率砖的折射率. .请用你的测量量表示出折射率请用你的测量量表示出折射率n=n=.玻璃砖直径边绕玻璃砖直径边绕O O点转过的角度点转过的角度 1sinn一一. .实验器材实验器材光具座、光源、光具座、光源、凸透镜、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺测量头、刻度尺. .用双缝干涉测量光的波长用双缝干涉测量光的波长二二. .实验步骤实验步骤(1)(1)观察双缝干涉图样观察双缝干涉图样将光源、遮光筒、毛玻璃屏依

8、次安放在光具座上将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上, ,如实验原理图如实验原理图所示所示. .接好光源接好光源, ,打开开关打开开关, ,使灯丝正常发光使灯丝正常发光. .调节各器件的高度调节各器件的高度, ,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏屏. .安装双缝和单缝安装双缝和单缝, ,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上, ,使双缝与使双缝与单缝平行单缝平行, ,二者间距约二者间距约5 510cm,10cm,这时这时, ,可以观察白光的干涉条纹可以观察白光的干涉条纹. .在单缝和光源间放上滤光片在单缝和光源间放上滤

9、光片, ,观察单色光的干涉条纹观察单色光的干涉条纹. .二二. .实验步骤实验步骤(2)(2)测定单色光的波长测定单色光的波长安装测量头安装测量头, ,调节至可清晰观察到干涉条纹调节至可清晰观察到干涉条纹. .使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央, ,记下手轮上的读数，记下手轮上的读数，将该条纹记为第将该条纹记为第1 1条亮纹条亮纹, ,转动手轮转动手轮, ,使分划板中心刻线移动至另一使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央亮条纹的中央, ,记下此时手轮上的读数记下此时手轮上的读数, ,将该条纹记为第将该条纹记为第n n条亮纹条亮纹, ,测测出出n n个亮条纹

10、间的距离个亮条纹间的距离a,a,则相邻两亮条纹间距则相邻两亮条纹间距用刻度尺测量双缝到光屏间距离用刻度尺测量双缝到光屏间距离L(dL(d是已知的是已知的).).重复测量、计算重复测量、计算, ,求出波长的平均值求出波长的平均值. .1axn Lxd xdL( (多选多选) )某同学在做双缝干涉实验时某同学在做双缝干涉实验时, ,按各元件的合理顺序正确的安按各元件的合理顺序正确的安装好实验装置装好实验装置, ,在光屏上却观察不到干涉图样在光屏上却观察不到干涉图样, ,这可能是由于这可能是由于A.A.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致, ,相差较大相差较大B.B.

11、没有安装滤光片没有安装滤光片C.C.单缝与双缝不平行单缝与双缝不平行D.D.光源发出的光束太强光源发出的光束太强利用图中装置研究双缝干涉现象时利用图中装置研究双缝干涉现象时, ,以下几种说法正确的是：以下几种说法正确的是：A.A.将屏移近双缝将屏移近双缝, ,干涉条纹间距变窄干涉条纹间距变窄B.B.将滤光片由蓝色的换成红色的将滤光片由蓝色的换成红色的, ,干涉条纹间距变宽干涉条纹间距变宽C.C.将单缝向双缝移动一小段距离后将单缝向双缝移动一小段距离后, ,干涉条纹间距变宽干涉条纹间距变宽D.D.换一个两缝之间距离较大的双缝换一个两缝之间距离较大的双缝, ,干涉条纹间距变窄干涉条纹间距变窄E.E

12、.去掉滤光片后去掉滤光片后, ,干涉现象消失干涉现象消失Lxd 如图所示如图所示. .在一圆盘上在一圆盘上, ,过其圆心过其圆心O O作两条互相垂直的直径作两条互相垂直的直径BC,EF,BC,EF,在在半径半径OAOA上上, ,垂直盘面插下两枚大头针垂直盘面插下两枚大头针P P1 1,P,P2 2, ,并保持并保持P P1 1,P,P2 2位置不变位置不变, ,每每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,EF,EF作为界面的法线作为界面的法线, ,在在图中右上方区域观察图中右上方区域观察P P1 1,P,P2 2的像的像, ,并在圆周上插上大头针并在圆周上插上大头针P P3 3, ,使使P P3 3正好正好挡住挡住P P1 1,P,P2 2的像的像, ,同学们通过计算同学们通过计算, ,预先在圆周预先在圆周ECEC部分刻好了折射率的部分刻好了折射率的值值, ,这样只要根据这样只要根据P P3 3所插的位置所插的位置, ,就可直接读出液体折射率的值就可直接读出液体折射率的值, ,则则: :(1)(1)若若AO