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文檔簡介
第48講實驗:測介質的折射率,實驗:用雙縫干涉測量光
的波長
目錄
01課標達標練.....................................................................2
題型01實驗期與操作.....................................................................2
題型02數與誤差分析..................................................................2
題型03創新實驗方案......................................................................4
題型04實驗原理辨作....................................................................4
題型05數據處理與誤差分析................................................................5
題型06創新實驗方案......................................................................6
02核心突破練.....................................................................7
03真題溯源練....................................................................11
01
LO1實驗原理與操作
1.(2024?北京?高考真題)某同學測量玻璃的折射率,作出了如圖所示的光路圖,測出了入射甬,和折射角
廠,則此玻璃的折射率〃=。
2.(2023?福建莆田?模擬)某同學用“插針法"測一玻璃磚的折射率。
①在木板上平鋪一張白紙,并把波璃磚放在白紙上,在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在玻璃磚的一側
豎直插上兩根大頭針尸八P2,透過玻璃磚觀察,在玻璃磚另一側豎直插大頭針心時,應使03,用同
樣的方法插上大頭針尸人
②在白紙上畫出光線的徑跡,以入射點。為圓心作一半徑為5.00cm的圓,與入射光線、折射光線分別交
于4、B點,再過兒4點作法線MV的垂線,垂足分別為C、。點,如圖所示。測得/C=4.00cm,80=2.80
cm,則玻璃的折射率”__________o
L02數據處理與誤差分析
3.某同學用三角尺、毫米刻度尺和激光筆測矩形玻璃磚的折射率,實驗過程如下:
①如圖甲所示,在水平放置的白紙上畫出一條直線MN,讓玻璃磚的上邊界與MN重合;
②讓激光從玻璃磚下邊界某位置射入玻璃磚,記錄此時激光在下邊界入射位置。和出射光線與MN的交點
P;
③保持激光筆不動,移走玻璃破,記錄激光與MN的交點0;
④過。點作MN的垂線,垂足為0'
0O,
⑴用刻度尺測出。。長度m如圖乙所示,則。=cm;
⑵再用刻度尺測出O'P長度仄。。長度c,該玻璃質的折射率可以表示為〃=(用〃、仄c,表示);
⑶完成①后,不小心將玻璃磚向下平移了一小段距離,測得的折射率(選填”偏大叫扁小”或“不變
")。
4.(2024?福建廈門?模擬)如圖所示,在“測定玻璃磚折射率”的實驗中,下列說法正確的是
B.使用玻璃磚的8C、CO兩個側面,加以合理操作,也可測得折射率
C.標記入射光線的大頭針0、尸2之間的距離應適當大些
D.在插針的過程中,大頭針門應擋住尸八P2
E.在測量數據時,僅川亳米刻度尺也能獲得計算折射率所需要的全部數據
敢型Ik03創新實驗方案
5.用激光測玻璃磚折射率的實驗中,玻璃磚與屏尸平行放置,從另一側用激光筆以一定角度照射,此時在
屏上的5處有激光點,移走玻璃磚,光點移到S2處,回答下列問題:
(1)請畫出激光束經玻璃折射后完整的光路圖_______;
(2)已經測出力4=",OA=h,SiS2=b,則折射率〃=(用//、〃、〃表示);
(3)若改用寬,力更小的玻璃磚做實驗,則S/S2間的距離會_______(填"變大","變小"或“不變〃)。
觀型IL04實驗原理與操作
6.(2024?福建漳州?二模)某小組用如圖甲所示的雙縫干涉裝置來測量紅光的波長。所用器材有:光具座、
毛玻璃屏、雙縫、白光光源、單縫、紅光濾光片等光學元件。
(1)實驗過程如下:
①取下遮光筒左側的元件,打開光源,調節光源高度和角度,使它發出的光束能直接沿著遮光筒的軸線把
屏照鳧
②按合理順序在光具座上放置各光學元件,使各元件的中心位「遮光筒的軸線上,調節單、雙縫間距并使
之相互平行。要使白光通過器材A后獲得單一顏色的紅光,則圖中器材A的名稱是______(填“濾光片”或“單
③用米尺測量雙縫到屏的距離L;
④將測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對齊,將該條亮紋定為第1
條亮條紋。轉動測最頭,使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊,如圖乙所示,此時示數為mm,
再求得相鄰亮條紋的間距
(2)關于本實驗,下列說法正確的是o(填正確答案標號)
A.減小雙縫間距,干涉條紋間距減小B.增大雙縫到屏的距離,干涉條紋間距增大
C.去掉器材A后,干涉現象消失D.若擋住雙縫中的一條縫,屏上也會有條紋
7.(2022?福建泉州?模擬預測)其實驗小組利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現象并測量光的波長。
(1)圖中①所示的裝置名稱為—,它在實驗中的作用是獲得線光源;
(2)調整好裝置進行實驗,若將濾光片由紫色換為紅色,則干涉條紋間距將一(填“增大"、"減小"或"不
期“).
(3)某次實驗中,若測得雙縫之間的距離為0.2mm,雙縫到光屏之間的距離為700mm,相鄰兩明紋之間
的距離為2.31mm,則這種光的波長為—nm(結果保留兩位有效數字)。
光源濾光片①雙縫遮光筒屏
散型IL05數據處理與誤差分析
8.在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中,如圖所示,則:
①。、。分別是(
A,單縫和雙縫B.雙縫和單縫C.單縫和單縫D.雙縫和雙縫
②如果雙縫間距是4雙縫到毛玻璃的距離是L,第一條亮紋到第六條亮紋間距是x,則光的波長是
(用x、d、L表示)
目鏡
9.在“用雙縫干涉測量光的波長〃實驗中,將雙縫干涉實驗裝置按要求安裝在光具座上,如圖甲所示。
⑴測量過程中,圖甲中遮光筒上方①號裝置為撥桿,其作用為調節單縫與雙縫的角度使其相互______(選
填,,平行〃或“垂直,,)。
(2)圖甲中②號裝置的名稱是(選填"光屏"或"目鏡。
⑶將測量頭的分劃板中心刻線與圖乙中亮條紋A中心對齊,此時手輪上的示數如圖丙所示。然后同方向轉
動測量頭,使分劃板中心刻線與亮條紋B中心對齊,此時手輪上的示數如圖丁所示,則相鄰亮條紋的間距
為mm(結果保留3位有效數字)。
⑷若雙縫間距0.4mm,光屏與雙縫間的距離為L=lm,則所測光的波長為nm。
觀型IL06創新實驗方案
10.(2025?福建?模擬預測)1834年,愛爾蘭物理學家洛埃,利用平面鏡成功得到了楊氏干涉的結果。洛埃
鏡實驗的基本裝置如圖甲所示,S為單色光源,M為平面鏡,S光源直接發出的光和經過平面鏡M反射的
光形成一對相干光。光源S到光屏的垂直距離L和到平面鏡的垂直距離。可分別由圖丙和圖丁讀出,光的波
長為義,在光屏上形成如圖乙所示干涉條紋。黃光的波長范圍為570~600nm。
012
卜出|出出我吊福|1
01020
T
光屏
S?—?二二?-工A
⑴圖丙的測量工具名稱是,游標卡尺的讀數為cm。
(2)已知光屏上第一條亮條紋到第七條亮條紋之間間距為6.6mm,則該單色光的波長2=nm(結果保留
三位有效數字),該單色光為光(選填"紅","黃"或"藍")O
⑶某同學做實驗時,平面鏡意外傾斜了某微小角度0。若沿力O向左略微平移平面鏡,干涉條紋間距將.
若0=。,沿。力向任意位置略微平移平面鏡,干涉條紋間距不變。
⑷若光源在水平面上的投影離平面鏡左端距離為〃,平面鏡寬為J則光屏上出現干涉條紋區域的豎直長度
為(用L、a、/?和c表示)
02
核心突破練
1.(2023?福建寧德?一模)某同學做測定玻璃折射率的實驗,用大頭針按正確操作后,作出圖示光路并測
出大頭針相關角度。、0.在用獲得的多組數據。和。作出的下列圖像中,可能正確的是()
大頭針
2.在"用雙縫干涉測光的波長〃實驗中,如圖甲所示,光具座上放置的光學元件依次為光源、透鏡、M、N、
P、遮光筒、毛玻璃、放大鏡。
(1)M、N、P三個光學元件依次為(填標號):
A.濾光片、單縫、雙縫B.單縫、濾光片、雙縫
C.單縫、雙縫、濾光片D.濾光片、雙縫、單縫
⑵若雙縫的間距為乩屏與雙縫間的距離為/,下列說法正確的是(填標號);
A.中央亮紋最亮最寬
B.將單縫向雙縫靠近,干涉條紋寬度變寬
C.將屏向遠離雙縫的方向移動,可以減少從目鏡中觀察到的條紋個數
⑶某次實驗中,目鏡中心刻線對齊第〃條亮條紋中心和第(〃+1。)條亮條紋中心時,游標卡尺的示數分別如
圖乙和圖丙所示,圖乙中游標卡尺的讀數為mm。已知雙縫間距”=0.4mm,雙縫到屏的距離/=1.0m,
所測單色光的波長為nm(保留三位有效數字)。
2345cm
012345678910
乙
34567cm
叩小小馬出卅如川川川田|小吊卅Wf出附
012345678910
3.如圖所示,某同學在“測定玻璃的折射率〃的實驗中,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定,玻璃磚平放
在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面,"和。為直線AO與c”的交點。在直線。4上豎直地插
上R、P?兩枚大頭針。
⑴該同學接下來要完成的必要步驟有
A.插上大頭針匕,使R僅擋住P/I勺像
B.插上大頭針P”使P3擋住R的像和P2的像
C.插上大頭針巳,使巳僅擋住巴
D.插上大頭針R,使巳擋住R和R、巳的像
(2)過口、P工作直線交況/于O,過O'作垂直于班'的直線NNZ連接00。測量圖中角。和少的大小。則
玻璃磚的折射率〃=;
⑶如圖所示,該同學在實驗中將玻璃磚界面加'和仍'的間距畫斜了。若其他操作正確,則折射率的測量值
準確值(選填"大于〃、"小于"或"等于")。
4測量玻璃的折射率的實驗中
(甲)
⑴如圖甲所示,某同學用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率,先將白紙平鋪在木板上并用圖釘
固定,再在白紙上確定玻璃磚的界面然后把玻璃磚平放在白紙上,確定玻璃磚的界面。為直線A。
與“的交點。在直線AO上豎直地插上小巴兩枚大頭針,該同學接下來完成的必要步驟有。
A.插上大頭針G,使鳥擋住鳥的像
B.插上大頭針舄,使鳥擋住4和8的像
C.插上大頭針入,使七僅擋住2
D.插上大頭針入,使巴擋住巴和小鳥的像
(2)如圖乙所示,以。點為圓心、R為半徑畫圓,與折射光線的交點為〃,過3點向界面作垂線,交點為N,BN
與A0的延長線的交點為M。以。點為圓心、OM(設為「)為半徑畫另一圓。則玻璃的折射率〃=—(用
R、「表示)。
⑶現有折射率為〃=&的玻璃磚且上、下表面不平行,玻璃磚截面如圖丙所示。若用激光從上表面入射,
當入射角0從0逐漸增大到45。時,玻璃磚下表面的出射光線恰好消失,則此玻璃磚上、下表面的夾角
a=。
03
1.(2024?浙江?高考真題)如圖所示,用“插針法〃測量一等腰三角形玻璃磚(側面分別記為力和B、頂角
①在白紙上畫一條直線必,并畫出其垂線cd,交于。點;
②將側面A沿ab放置,并確定側面B的位置ef
③在cd上豎直插上大頭針Pl和P2,從側面8透過玻璃磚觀察Pi和P2,插上大頭針P3,要求P3能擋住—
(選填叩1〃、叩2〃或叩1和P2”)的虛像;
④確定出射光線的位置__________(選填“需要”或"不需要"第四枚大頭針;
⑤撤去玻璃磚和大頭針,測得出射光線與直線,'的夾角為a,則玻璃磚折射率〃=。
2.12024?河北?高考真題)某同學通過雙縫干涉實驗測量單色光的波長,實驗裝置如圖1所示,其中測量頭
包括毛玻璃、游標尺、分劃板、手輪、目鏡等。
該同學調整好實驗裝置后,分別用紅色、綠色濾光片,對干涉條紋進行測量,并記錄第一條和第六條亮紋
中心位置對應的游標尺讀數,如表所示:
單色光類別%/mmx6/mm
單色光110.6018.64
單色光28.4418.08
根據表中數據,判斷單色光1為(填“紅光”或"綠光〃)。
第48講實驗:測介質的折射率,實驗:用雙縫干涉測量光
的波長
目錄
01課標達標練.....................................................................2
題型01實驗期與操作.....................................................................2
題型02數與誤差分析..................................................................2
題型03創新實驗方案......................................................................4
題型04實驗原理會作....................................................................4
題型05數據處理與誤差分析................................................................5
題型06創新實驗方案......................................................................6
02核心突破練.....................................................................7
03真題溯源練....................................................................11
01
課標達標練
敢型IL01實驗原理與操作
1.(2024?北京?高考真題)某同學測量玻璃的折射率,作出了如圖所示的光路圖,測出了入射角i和折射角
r,則此玻璃的折射率〃=
sini
【答案】
sinr
【詳解】根據折射定律有
sin/=nsinr
解得
sin/
n=------
sinr
2.(2023?福建莆田?模擬)某同學用“插針法〃測一玻璃磚的折射率。
①在木板上平鋪一張白紙,并把波璃磚放在白紙上,在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在玻璃磚的一側
豎直插上兩根大頭針P、P2,透過玻璃磚觀察,在玻璃磚另一側豎直插大頭針外時,應使P3,用同
樣的方法插上大頭針孔。
②在白紙上畫出光線的徑跡,以入射點。為圓心作一半徑為5.00cm的圓,與入射光線、折射光線分別交
于4B點,再過4、8點作法線MV*的垂線,垂足分別為C、。點,如圖所示。測得404.00cm,80=2.80
【答案】擋住尸2、P/的像1.43
【詳解】①[1].在木板上平鋪一張白紙,并把玻璃能放在白紙上,在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在
玻璃磚的一側豎直插上兩根大頭針P/、尸2,透過玻璃磚觀察,在玻璃磚另一側豎直插大頭針心時,應使P3
擋住。2、P/的像,用同樣的方法插上大頭針尸4。
@[2].玻璃的折射率
sinNAOCAC4.00…
n=---------------=------=-------=1.43
sinZDOBBD2.80
觀型IL02數據處理與誤差分析
3.某同學用三角尺、亳米刻度尺和激光筆測矩形玻璃磚的折射率,實驗過程如下:
①如圖甲所示,在水平放置的白紙上畫出一條直線MN,讓玻璃磚的上邊界與重合;
②讓激光從玻璃磚下邊界某位置射入玻璃磚,記錄此時激光在下邊界入射位置0和出射光線與MN的交點
P;
③保持激光筆不動,移走玻璃磚,記錄激光與的交點0:
④過。點作MN的垂線,垂足為O,
0O'
⑴用刻度尺測出O'O長度。,如圖乙所示,則〃=cm;
⑵再用刻度尺測出O'P長度氏OQ長度c,該玻璃能的折射率可以表示為〃=(用。、力、。表示);
⑶完成①后,不小心將玻璃磚向下平移了一小段距離,測得的折射率(選填“偏大““溫小“或“不變
")O
【答案】⑴3.50
(3)偏小
【詳解】(1)根據亳米刻度尺的瀆數規則,要估讀到分度值的下一位,圖中刻度尺的分度值是1mm,所以
a=3.50cm。
..c.b
(2)設入射角為i,折射角為人由幾何關系可知sin,=/,,,smr=-==
根據折射定律〃二理
可得〃=2
b
(3)完成①后,玻璃磚向下平移一小段距離,入射角不變,折射角增大,根據n=
sinr
可知測得的折射率偏小。
4.(2024?福建廈門?模擬)如圖所示,在“測定玻璃磚折射率〃的實驗中,下列說法正確的是
C.標記入射光線的大頭針尸八P2之間的距離應適當大些
D.在插針的過程中,大頭針內應擋住P、P2
E.在測量數據時\僅用亳米刻度尺也能獲得計算折射率所需要的全部數據
【答案】BCE
【詳解】A.用手拿起玻璃磚時,不能用手摸“光學面”,A錯誤;
B.使用玻璃磚的BC、C7)兩個側面,用同樣的方法,確定入射光線和折射光線,同樣也能測得折射率,B
正確;
C.標記入射光線的大頭針尸八P.,之間的距離應適當大些,這樣確定入射光線的方向更準確,C正確;
D.在插針的過程中,大頭針P3應擋住尸八月的像,D錯誤;
E.在測量數據時,僅用亳米刻度尺,根據三角形的邊角關系,也能測出正弦值從而確定折射率,E正確。
故選BCEo
敢型IL03創新實驗方案
5.用激光測玻璃磚折射率的實驗中,玻璃磚與屏P平行放置,從另?側用激光筆以?定角度照射,此時在
屏上的5處有激光點,移走玻璃磚,光點移到S2處,回答下列問題:
(1)請回出激光束經玻璃折射后完整的光路圖________;
(2)己經測出力8=//,OA=12,SS=l3,貝IJ折射率〃=(用/八12、表示);
(3)若改用寬時更小的玻璃磚做實驗,則S/S2間的距離會_________(填"變大","變小〃或"不變”)。
曲-。*
【答案】變小
【詳解】
(2)設光線在。點的入射角為。折射角為。,根據折射定律有
〃sin。=sina
由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角,則
S/S2=CB
根據幾何關系可知
sing:,「卜
sina=i_!——
師
聯立解得
“(/「/小店還
(3)⑶若改用寬帥更小的玻璃移做實驗,則而出光路圖如下
可看出S/S?間的距離變小。
實驗原理與操作
6.(2024?福建漳州?二模)某小組用如圖甲所示的雙縫干涉裝置來測量紅光的波長。所用器材有:光具座、
毛玻璃屏、雙縫、白光光源、單縫、紅光濾光片等光學元件。
(1)實驗過程如下:
①取下遮光筒左側的元件,打開光源,調節光源高度和角度,使它發出的光束能直接沿著遮光筒的軸線把
屏照亮;
②按合理順序在光具座上放置各光學元件,使各元件的中心位于遮光筒的軸線上,調節單、雙縫間距并使
之相互平行。要使白光通過器材A后獲得單一顏色的紅光,則圖中器材A的名稱是(填“濾光片”或“單
縫");
③用米尺測量雙縫到屏的距離小
④將測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)的分劃板中心刻線與某條亮條紋中心對齊,將該條亮紋定為第1
條亮條紋。轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊,如圖乙所示,此時示數為mm,
再求得相鄰亮條紋的間距
乙
⑤已知雙縫間距力可求得所測紅光的波長。
(2)關于本實驗,下列說法正確的是o(填正確答案標號)
A.減小雙縫間距,干涉條紋間距減小B.增大雙縫到屏的距離,干涉條紋間距增大
C.去掉器材A后,干涉現象消失D.若擋住雙縫中的一條縫,屏上也會有條紋
【答案】濾光片13.870/13.869/13.871BD/DB
【詳解】(1)②口]獲取單色線光源,白色光源后面要有濾光片;
④⑵測量頭固定刻度讀數為13.5mm,可動刻度讀數為37.0x0.01mm,示數為
13.5mm4-37.0x0.01mm=13.870mm
(2)[3]A.由-可知,減小雙縫間距d,干涉條紋間距將增大,A錯誤;
B.增大雙縫到屏的距離3干涉條紋間距將增大,B正確;
C.去掉濾光片后,干涉現象不會消失,會出現彩色的干涉條紋,C錯誤;
D.發生干涉現象時,若擋住雙縫中的一條縫,屏上也會有條紋,是衍射條紋,D正確。
故選BDo
7.(2022?福建泉州?模擬預測)果實驗小組利用如圖所示的裝置研究雙縫十涉現象并測量光的波長。
(1)圖中①所示的裝置名稱為一,它在實驗中的作用是獲得線光源;
(2)調整好裝置進行實驗,若將濾光片由紫色換為紅色,則干涉條紋間距將一(填〃增大“、〃減小”或"不
變〃);
(3)某次實驗中,若測得雙縫之間的距離為0.2mm,雙縫到光屏之間的距離為700mm,相鄰兩明紋之間
的距離為2.31mm,則這種光的波長為—nm(結果保留兩位有效數字)。
光源濾光片①雙縫遮光筒屏
aa
【答案】單縫增大6.6X102
【詳解】(1)[1]圖中從彳向右是光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏
(2)⑵依據條紋間距公式
AL,
Ax=-x
d
知,若將濾光片由紫色換為紅色,波長變長,那么干涉條紋的間距增大
(3)⑶由條紋間距公式
AL.
Ax=-X.
d
得
2=-^-^=6.6xlO2nm
L
及型IL05數據處理與誤差分析
8.在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中,如圖所示,則:
①。、。分別是()
A,單縫和雙縫B.雙縫和單縫C.單縫和單縫D.雙縫和雙縫
②如果雙縫間距是4雙縫到毛玻璃的距離是3第一條痙紋到第六條亮紋間距是x,則光的波長是。
(用工、d、L表示)
光源濾光片遮光,
°[口仁目鏡
毛玻璃
【答案】A穿
【詳解】①⑴由雙縫干涉原理可知,先用濾光片得到單色光,然用單縫得到細長的光源,最后用雙縫得到
兩束相干光,故方分別單縫和雙縫。
故選Ao
②⑵第一條亮紋到第六條亮紋間距是X,則相鄰亮條紋間距為
根據小二丁可得光的波長是
d
.Zddx
A,-.......=----
L5L
9.在“用雙縫干涉測最光的波長”實驗中,將雙縫干涉實驗裝置按要求安裝在光具座上,如圖甲所示。
⑴測量過程中,圖甲中遮光筒上方①號裝置為撥桿,其作用為調節單縫與雙縫的角度使其相互.(選
填"平行〃或"垂直〃)。
⑵圖甲中②號裝置的名稱是(選填"光屏〃或"目鏡")。
35
30
丙
⑶珞測量頭的分劃板中心刻線與圖乙中亮條紋A中心對齊,此時手輪上的示數如圖丙所示.然后同方向轉
動測量頭,使分劃板中心刻線與亮條紋B中心對齊,此時手輪上的示數如圖丁所示,則相鄰亮條紋的間距
為mm(結果保留3位有效數字)。
⑷若雙縫間距"=0.4mm,光屏與雙縫間的距離為L=lm,則所測光的波長為nmo
【答案】⑴平行
⑵目鏡
(3)1.65
(4)660
【詳解】(1)①號裝置為撥桿,其作用為調節單縫與雙縫的角度使其相互平行。
(2)②號裝置的名稱是目鏡。
(3)相鄰亮條紋的間距為'="8";mm=1.65mm
(4)根據=可知a=&AM=660nm
aL
及型IL06創新實驗方案
10.(2025?福建?模擬預測)1834年,愛爾蘭物理學家洛埃,利用平面鏡成功得到了楊氏干涉的結果。洛埃
鏡實驗的基本裝置如圖甲所示,S為單色光源,M為平面鏡,S光源直接發出的光和經過平面鏡M反射的
光形成一對相干光。光源S到光屏的垂直距離L和到平面鏡的垂直距離”可分別由圖內和圖丁讀出,光的波
長為4,在光屏上形成如圖乙所不干涉條紋。黃光的波長范圍為570~600nm。
xcm
7^577
1llL
—
丙
光屏
S?-------jX>rA
⑴圖丙的測量工具名稱是,游標卡尺的讀數為
cmo
(2)已知光屏上第一條亮條紋到第七條亮條紋之間間距為6.6mm,則該單色光的波長2=nm(結果保留
三位有效數字),該單色光為光(選填"紅〃,"黃〃或"藍")O
⑶某同學做實驗時,平面鏡意外傾斜了某微小角度。。若沿力0向左略微平移平面鏡,干涉條紋間距將:
若。=。,沿。1向任意位置略微平移平面鏡,干涉條紋間距不變。
⑷若光源在水平面上的投影離平面鏡左端距離為〃,平面鏡寬為。,則光屏上出現干涉條紋區域的豎直長度
為(用L、"、Z?和。表示)
【答案】⑴亳米刻度尺0.025
(2)734紅光
⑶變大0
acL
⑷勵+c)
【詳解.】(1)⑴⑵圖丙的測量工具名稱是亳米刻度尺,游標卡尺的讀數為
a=Omm+5x0.05mm=0.25mm=0.025cm
(2)根據公式Ar=4/l,d=2a
聯立解得Ax=£/l
2a
其中==1.1mm,L=749mm
7—1
Azjzn,2aAr.
-lit-^.j2=-------=734nm
L
波長大于黃光波長,為紅光。
沿。力向左略微平移平面鏡,即圖中從②位置分①位置,由圖可看出雙縫的間距即S與像的間距減小,則
干涉條紋間距變大。若。=伊,則沿04向任意位置略微平移平面鏡,雙縫間距不變,干涉條紋間距不變。
光屏
根據幾何關系,打到最上面的點到P點距離設為小則£=六
打到最下面的點到尸點距離設為再,則
b+cL-(b+c)
acL
出現干涉條紋區域的豎直長度為h=石-w=際
02
核心突破練
1.(2023?福建寧德?一模)某同學做測定玻璃折射率的實驗,用大頭針按正確操作后,作出圖示光路并測
出大頭針相關角度夕,在用獲得的多組數據。和。作出的下列圖像中,可能止確的是()
大頭針
,cos。
-------------------->d----------------?cosa
O
fsin,'tan。
------------->sina------------------>tana
【答案】B
【詳解】根據折射定律
sin(90°—a)cosa
sin(90-6)cos?
故
八1
cos8=——cosa
n
故圖像中,可能正確的是B選項圖。
故選Bo
2.在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中,如圖甲所示,光具座上放置的光學元件依次為光源、透鏡、M、N、
P、遮光筒、毛玻璃、放大鏡。
甲
⑴M、N、P三個光學元件依次為(填標號);
A.濾光片、單縫、雙縫B.單縫、濾光片、雙縫
C.單縫、雙縫、濾光片D.濾光片、雙縫、單縫
⑵若雙縫的間距為力屏與雙縫間的距離為/,下列說法正確的是(填標號);
A.中央亮紋最亮最寬
B.將單縫向雙縫靠近,干涉條紋寬度變寬
C.將屏向遠離雙縫的方向移動,可以減少從目鏡中觀察到的條紋個數
⑶某次實驗中,目鏡中心刻線對齊第〃條亮條紋中心和第(〃+10)條亮條紋中心時,游標卡尺的示數分別如
圖乙和圖丙所示,圖乙中游標卡尺的讀數為mm。已知雙縫間距4=0.4mm,雙縫到屏的距離/=L0m,
所測單色光的波長為nm(保留三位有效數字)。
12345cm
012345678910
乙
34567cm
|叩小小卅5卅1的小修山小"小巾卅小什店力,
012345678910
丙
【答案】⑴A
(2)C
(3)8.70630
【詳解】(1)為了獲取單色的線光源,光源后面應放置濾光片、單縫,單縫形成的相干線性光源經過雙縫
產生干涉現象,因此,M、N、P三個光學元件依次為:濾光片、單縫、雙縫。
故選Ao
(2)Ao單色光的干涉條紋等寬等亮,故A錯誤;
B.干涉條紋寬度與單縫與雙縫的距離無關,將單縫向雙縫靠近,干涉條紋寬度不變,故B錯吳:
C.由雙縫干涉條紋間距公式Ar=)/l
a
可知,對于某單色光,波長2一定,增大雙縫到光屏的距離L可增加相鄰亮紋(暗紋)間的距離,可以減
少從目鏡中觀察到的條紋個數,故C正確。
故選Co
(3)⑴圖乙中游標Q尺的讀數為8nM11+0.02x35nim=8.70mm
圖內中游標K尺的讀數為24mm+0.02x23nmi=24.46nun
2446-870
相鄰條紋間距故=;o吆mm=1.576mm
⑵根據條紋間距公式=
a
代入數據打得丸二630nm
3.如圖所示,某同學在“測定玻璃的折射率”的實驗中,先將白紙平鋪在木板,并用圖釘固定,玻璃磚平放
在白紙上,然后在白紙上確定玻璃磚的界面6"和歷0為直線A。與血'的交點。在直線04上豎直地插
上匕、E兩枚大頭針。
⑴該同學接下來要完成的必要步腺有
A.插上大頭針Ps,使R僅擋住R的像
B.插上大頭針R,使R擋住R的像和P?的像
C.插上大頭針使R僅擋住R
D.插上大頭針P「使P」擋住R和R、巳的像
⑵過P3、已作直線交仍'于0',過0'作垂直于"'的直線NNL連接OOZ測量圖中角〃和少的大小。則
玻璃磚的折射率〃=;
⑶如圖所示,該同學在實驗中將玻璃磚界面和仍'的間距畫斜J"若其他操作正確,則折射率的測量值
準確值(選填"大于〃、"小于〃或"等于〃)°
【答案】(1)BD
(3)小于
【詳解】(1)該同學接來要完成的必要步驟有:確定P3大頭針的位置的方法是插上大頭針巳,使R能擋住
匕、2的像,確定巳大頭針的位置的方法是大頭針P」能擋住P]和R、R的像,故該同學接下來要完成的必
要步驟是BD,
故選BDo
(2)根據折射定律,可得玻璃磚的折射率為〃=把*210=竺2
sinasina
(3)如圖為在圖中分別做出的實際光路圖(圖中實線)和以'為界面,以大頭針留的痕跡做出出射
畫的實驗光路圖(圖中虛線)
aN
比較實地光路圖的折射角與實驗圖的折射角關系,可知:折射角測量值偏大,則折射率偏小。
4測最玻璃的折射率的實驗中
\、0:
\上表面
------------------aj.
iV''、、、、N:
—
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