2025版·微专题小练习·物理光学专题85

专题85实验：测定玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长授课提示：对应学生用书140页1．(1)如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′.O为直线AO与aa′的交点．在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针．下面关于该实验的说法正确的是________；A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P1的像B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P1的像C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些D．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好(2)某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图．则该同学测得的折射率测量值________真实值．(填“大于”“小于”或“等于”)答案：(1)ABC(2)小于解析：(1)确定大头针P3的位置的方法是大头针P3能挡住P1和P2的像，A正确；确定大头针P4的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像，B正确；为了提高测量的精确度，P3、P4之间的距离应适当大一些，C正确；P1和P2的连线与法线的夹角尽量大些，即P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故D错误．(2)依题意作出光路图如图所示，从图可知，虚线所对应折射角的测量值大于实线所对应的真实折射角，根据折射定律可知，折射率为n＝eq\f(sini,sinr)，因为折射角偏大，可知测量值小于真实值．2．[2023·海南卷][本题第(2)小问的物理量是根据题目编写的，与原题有些许出入]如图所示，在用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与光屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在光屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处，(1)请在图中画出激光束经玻璃砖折射后完整的光路图；(2)已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n＝________(用l1、l2、l3表示)；(3)若改用宽度比ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会________(填“变大”“变小”或“不变”).答案：(1)如图所示(2)eq\f(l1\r((l1－l3)2＋leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))),（l1－l3）\r(leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＋leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))))(3)变小解析：测玻璃砖折射率的实验(1)光线穿过平行玻璃砖的出射光线和入射光线平行，过S1作BS2的平行线，交ad于C点，连接OC，光路图如答图所示．(2)根据几何关系可知，入射角的正弦值sini＝eq\f(l1,\r(leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＋leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))))，折射角的正弦值sinr＝eq\f(l1－l3,\r((l1－l3)2＋leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))))，根据折射定律n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(l1\r((l1－l3)2＋leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))),（l1－l3）\r(leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＋leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)))).(3)若玻璃砖的宽度变小，ad边与两条光线的交点距离变小，即BC变小，则S1S2间的距离也会变小．3．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图)：(1)下列说法正确的有________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝eq\f(a,n－1)(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则图甲读数为________mm，求得这种色光的波长λ＝________m．(已知双缝间距d＝0.2mm，双缝到屏间的距离L＝700mm，结果保留两位有效数字)答案：(1)BC(2)2.3206.6×10－7解析：(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，A错误；测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，B正确；n条亮纹之间有n－1个间距，相邻条纹的间距为Δx＝eq\f(a,n－1)，C正确．(2)图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×32.0mm＝0.320mm，所以最终读数为2.320mm.图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0mm＝0.370mm，所以最终读数为13