模块十四光学实验测折射率测光的波长.doc

实验 测折射率 测光的波长【考点透视】一、考纲指要1测定玻璃折射率。（I） 2用双缝干涉测定光的波长。（I） 二、命题落点1、实验过程中，操作规范的考查。比如：玻璃砖移动对测量结果的影响。如例1。2、实验步骤的是否操作正确、是否有疏漏。如例2。3、液体折射率的测定。如例3。4、插针法作图的准确性。如例4。5、双缝干涉实验测波长，有关波长的计算、游标卡尺或螺旋测微器的读数。如例5。【典例精析】例1： 在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa与bb后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如图141（1）所示，若其它操作正确，则测得的折射率将（ ）A.变大 B.变小 C.不变 D.变大、变小均有可能解析 要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。图141（1）（2）设P1、P2、P3、P4是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如图141(2)所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O1O1，而现在误把O2O2作为折射光线，由于O1O1平行于O2O2，所以折射角没有改变，因此折射率不变。答案：C例2：在测定玻璃折射率的实验中：（1）某同学实验插针的步骤如下：A.在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2；B.通过玻璃砖观察P2、P1，调整视线，直到P1的像被P2的像挡住；C.在观察一侧插上大头针P3、P4，记下P3、P4的位置。这位同学在操作中有什么重要漏？ 。（2）以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交与P，与OO的延长线交与Q，如图示，从P、Q分别作玻璃砖界面的法线NN的垂线，图中P、Q分别为垂足，用刻度尺量得PP=45mm，QQ=30mm，求玻璃砖的折射率为 。解析 解决此类的问题就是要熟练掌握实验的步骤与操作规范、表述一定要准确。 答案.（1）插针时应使P3挡住P2、P1的像，P4挡住P3、P2和P1的像。 （2）1.5图14-2例3：如图142所示，两块相同的玻璃三棱镜ABC，两者的AC面是互相平行放置的，在它们之间是均匀的未知介质，一单色细光束O垂直于AB面入射，在图中的出射光线中 （ ）A1、2、3（彼此平行）中的任何一条都有可能B4、5、6（彼此平行）中的任何一条都有可能C7、8、9（彼此平行）中的任何一条都有可能D只能是4、6中的某一条解析 垂直AB面射入左棱镜的入射光线，在此三棱镜中不会改变方向，由AC面出射到两棱镜间的均匀未知介质中时，则可能有三种情况：若介质的折射率与棱镜的折射率相同，则不改变方向，最后沿着第五条光线射出，相当于一整块玻璃砖，垂直AB面射入（即治法线射入）不会发生偏折根据折射定律可知，在右三棱镜内折射光线必定与CB边平行，即与BA边垂直，对于他们之间的介质而言，发生了侧移，而从右三棱镜中出射到空气中的折射光线不会改变方向若介质的折射率大于三棱镜的折射率，侧沿着光路“6”出射所以只有选项B正确。答案：B。例4：在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图143所示的四组插针结果。（1）从图上看，肯定把针插错了的同学是 （2）从图上看，测量结果准确度最高的同学是 丁甲乙丙 图14-3解析 光线透过平行玻璃时出射光线与入射光线平行，且从空气射入玻璃砖时入射角大于折射角，因而光线透出时相对于入射光线向右下侧发生偏移。另外，插针确定光路时，入射角稍大些，且插针相距稍远些，由上图可知，乙图中出射光线向左上偏移不符合事实，肯定插错了。丙图出射光线与入射光线不平行且插针间距也太小，因而错误，甲图未侧移不正确，只有丁图符合要求且测量准确度高。答案：（1）乙，（2）丁例5：用双缝干涉测光的波长。实验装置如图144（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图14-4（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图14-4（丙）所示，则对准第1条时读数x1=_mm、对准第4条时读数x2=_mm光源滤光片单缝双缝遮光筒屏图（甲）L1L2图14-4（2）写出计算波长的表达式，=_（用符号表示），=_nm15205100202515图（丙）第1条时读数第4条时读数1520510030354045图（乙）图14-5解析：螺旋测微器读数特别注意半mm刻度线是否漏出。图（丙）中两个读数分别为2.190mm，7.868mm。第一条与第四条之间有三个条纹间距的宽度，相邻条纹间的距离，由公式，可得。答案：（1）2.190，7.868 （2） 【常见误区】1对用玻璃砖测折射率的步骤掌握不熟练，注意事项不明确，而找不出错误。2对折射率测定的方法理解不深，不能很好的变通应用到测其他模型的折射率中去。3对双缝干涉实验的仪器不熟悉，不明确单缝、双缝的作用，特别是测量头的使用。4游标卡尺或螺旋测微器不会读数。 A y M O x图14-5··· P1 P2 P35移动分划板的中心刻线测条纹间距误多记或少记一个。【基础演练】1（04年广州）如图145，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，为竖直地插在直线OA上的两枚大头针， 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，是直线与轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且的位置取得正确，测得角和，便可求得玻璃得折射率。图14-6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的像，他应该采取的措施是_.若他已透过玻璃砖看到了的像，确定位置的方法是_.若他已正确地测得了的的值，则玻璃的折射率n=_.2如图146所示，有一长方形容器，高为30cm，宽为40cm， 在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺。眼睛在OA的延长线上的E点观察，视线沿着EA斜着向下看恰能看到尺的左端的零刻度。现保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体，将容器装满，仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20cm的刻度，则此液体的折射率为 图14-8 。3在双缝干涉实验中，用频率f5×1014 Hz的单色光照射双缝，若屏上一点P到双缝的距离之差为0.9 m，则P点处将出现 条纹若在折射率n2的介质中作上述实验，则P点处将出现 条纹4如图148是杨氏实验装置示意图，图中太阳光投射到单孔屏A 上，此单孔S的作用是_，后面是一双孔屏，两孔距离很_， 且与前一个小孔距离_，其作用是保证任何时刻从前一小孔发出的光都会同时传到这两个小孔，这两个小孔即为_MN为像屏，像屏在双孔屏后任意位置，屏上都呈现_5在观察光的衍射现象的实验中， 通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成 的狭缝， 观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）， 可以看到 （）A黑白相间的直条纹 B 黑白相间的弧形条纹C彩色的直条纹 D 彩色的弧形条纹实验 测折射率 测光的波长1在白纸上另画一条与y轴正方向的夹角较小的直线OA，把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上，直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像.插上P3后，P3刚好能挡住P1、P2的像. 2. 3答案：暗，明 4.答案：成为一个点光源，近，相等，相干光源，彩色的干涉条纹5C