2019版物理一轮作业：82-实验测定玻璃的折射率 实验-用双缝干涉测光的波长

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第4讲实验:测定玻璃的折射率实验：用双缝干涉测光的波长基础巩固1。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa’、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa'、bb’为界面画光路图,则（1）甲同学测得的折射率与真实值相比(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

(2)乙同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大"、“偏小”或“不变”).

(3)丙同学测得的折射率与真实值相比。

2。如图1所示，在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2,再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。图1图2①此后正确的操作步骤是.(选填选项前的字母）

A。插上大头针P3,使P3挡住P2的像B。插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C.插上大头针P4，使P4挡住P3的像D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像②正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图2甲、乙所示.在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n=（用代表线段长度的字母ED、FG表示）。

3。［2017北京丰台二模,21(1）]某同学利用“双缝干涉实验装置"测定红光的波长。已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L,将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第1亮条纹,其示数如图所示,此时的示数为mm。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第5亮条纹的中心对齐,读出示数，并计算第5亮条纹与第1亮条纹的中心线间距离为Δx。由此可得该红光的波长表达式为(用字母表达）。

4.[2017北京海淀零模，21（1)］如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，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。甲①已知测量头上主尺的分度值是1毫米,副尺（游标尺）上有20个小格。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻线与某条纹A中心对齐，如图乙所示,此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻线与某条纹B中心对齐,测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=m(保留2位有效数字）.

②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置做了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是。

A。仅将滤光片移至单缝和双缝之间B。仅将单缝远离双缝移动少许C.仅将单缝与双缝的位置互换D。仅将红色滤光片换成绿色的滤光片5.“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。丙①如图乙所示,移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示,则读数x2=mm；

②已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。计算波长的公式λ=；（用题目中给出的字母表示)

③对于某种单色光,为增加相邻亮纹间的距离,可采取或的方法。

综合提能1。某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识,设计了一个测液体折射率的仪器.如图所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2,在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值.(1）若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值为。

（2）图中P3、P4两处,对应折射率大的是。

(3）做AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率为。

2.在“用双缝干涉测光的波长"实验中:(1)实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，现准备了下列仪器:A。光源，B.双缝片,C。单缝片,D。滤光片，E。光屏（其中双缝片和光屏连在遮光筒上）.把以上仪器安装在光具座上时，正确的排列顺序是。

(2）(多选)关于本实验,正确的说法是(）A。实验时应调节各器件中心共轴,并且单缝和双缝的缝应相互平行B。观察到的白光的干涉图样是:可以看到彩色的干涉条纹,中央为一条白亮的零级干涉条纹;彩色条纹的排列,以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧C.看到白光的干涉条纹后,在单缝前面放上红色或绿色滤光片,即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大D。测量时应使测量头的分划板的中心刻线对齐条纹的中心再读数

答案精解精析基础巩固1.答案（1）偏小(2)不变（3）可能偏大、可能偏小、可能不变解析(1）用图①测定折射率时,会导致玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大,折射率减小.(2)用图②测折射率时,只要操作正确，折射率与玻璃砖形状无关。（3)用图③测折射率时,因为界面bb’部分在玻璃砖外侧,部分在内侧,故无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变。2。答案①BD②乙DEGF解析①在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，确定入射光线,然后在棱镜的右侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像,从而确定出射光线。②设AB界面入射光线的入射角为α,折射角为β，根据折射规律得n=sinαsinβ,根据几何关系有：对于甲图,sinα=DER,sinβ=GFOG，对于乙图,sinα=DER，sinβ=3。答案2.430(2.428～2。432）λ=d4解析读数为：2mm+0。01×43。0mm=2.430mm,Δx4=Ldλ，得:λ=4。答案①0。254。8×10-7②D解析①游标尺上有20个小格，精确度为0.05mm，游标尺上第五条刻线对齐主尺上某条刻线,则示数为0。05×5mm=0。25mm.相邻亮(暗)条纹间距Δx=8.4×10-3②若条纹数目增加,则相邻亮(暗)条纹间距Δx变小，由Δx=Ldλ知,仅将红色滤光片换成绿色滤光片，λ变小，则Δx5。答案①1。700②(x2解析（1）①固定刻度读数“1.5”，可动刻度读数“20.0”,故x2=1。5mm+20。0×0.01mm=1。700mm.②由Δx=Ldλ，Δx=x2-③由Δx=Ld综合提能1.答案(1）3或1.73(2）P4（3）1解析（1)根据折射定律有n=sinθ1sinθ2,题中θ1=∠EOP3=π2—∠COP(2）在折射角相同的情况下,图中P4对应的∠EOP4大于P3所对应的∠EOP3，所以P4处对应的折射率大.（3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率应为1。2.答案(1)ADCBE(或EBCDA）（2)ACD解析(1）双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确顺序为：光源、滤光片、单缝片、双缝片、光屏，或把它们全部倒过来也可,因此,答案为ADCBE