第四節(jié) 實驗（1）測定玻璃的折射率
實驗（2）用雙縫干涉測光的波長
隨堂演練鞏固

1.(2011上海單科,17)用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗,隨著時間的增加,在屏上先后出現(xiàn)如圖(a)(b)(c)所示的圖像,則( )

A.圖像(a)表明光具有粒子性
B.圖像(c)表明光具有波動性
C.用紫外光觀察不到類似的圖像
D.實驗表明光是一種概率波
【答案】 ABD
2.(2011北京理綜,14)如圖所示的雙縫干涉實驗,用綠光照射單縫S時,在光屏P上觀察到干涉條紋.要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣,可以( )

A.增大 與 的間距
B.減小雙縫屏到光屏的距離
C.將綠光換為紅光
D.將綠光換為紫光
【解析】 根據(jù) 知相鄰條紋間距 x變大,可以是減小 與 的間距d,或者增大波長即將綠光換為紅光.
【答案】 C
3.在”用雙縫干涉測光的波長”實驗中,將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上(如圖甲),并選用縫間距d=?0.20 ?的雙縫屏.從儀器注明的規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離L=700 .然后,接通電使光正常工作.



乙

丙
(1)以線狀白熾燈為光,對實驗裝置進行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點,你認為正確的是? ?.
A.燈絲和單縫及雙縫必須平行放置
B.干涉條紋與雙縫垂直
C.干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關
D.干涉條紋間距與光的波長有關
(2)已知測量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度.某同學調(diào)整手輪后,從測量頭的目鏡看去,第1次映入眼簾的干涉條紋如圖乙(a)所示,圖(a)中的數(shù)字是該同學給各暗紋的編號,此時圖乙(b)中游標尺上的讀數(shù)? .16 ?;接著再轉(zhuǎn)動手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示,此時圖丙(b)中游標尺上的讀數(shù) ? ?.
(3)利用上述測量結(jié)果,經(jīng)計算可得兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離 x= ;這種色光的波長 n.

(4)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,如上圖所示.則在這種情況下測量干涉條紋的間距 x時,測量值實際值.(填”大于”“小于”或”?等于?”)
【解析】 (1)為使屏上的干涉條紋清晰,燈絲與單縫和雙縫必須平行放置,所得到的干涉條紋與雙縫平行;由 可知,條紋的疏密程度與雙縫間距離、光的波長有關,所以A、C、D選項正確.
(2)主尺由零刻度線對齊處為1.5 c=?15 ?,副尺第一格與主尺對齊為0.02 ,故為15.02 .
.02 -1.16 =?13.86 ?,共有6間隔,故 =?2.31 ?.
由公式 得 . n.
(4)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上,由幾何知識可知測量頭的讀數(shù)大于條紋間的實際距離.
【答案】 (1)ACD (2)15.02 (3)2.31 6. (4)大于
4.一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面,其中一個表面是鍍銀的(光線不能通過此表面).現(xiàn)要測定此玻璃的折射率.給定的器材還有:白紙、鉛筆、大頭針4枚 、 、 、 、帶有刻度的直角三角板、量角器.

實驗時,先將玻璃磚放到白紙上,使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫出直線aa′和bb′,aa′表示鍍銀的玻璃表面,bb′表示另一表面,如圖所示.然后,在白紙上豎直插上兩枚大頭針 、 位置如圖).用 、 的連線表示入射光線.
(1)為了測量折射率,應如何正確使用大頭針 、 ?.(試在題圖中標出 、 的位置)
(2)然后,移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角 與折射角 .簡要寫出作圖步驟.
(3)寫出用 、 表示的折射率公式為n=.
【解析】 (1)在bb′一側(cè)觀察 、 經(jīng)bb′折射,aa′反射,再經(jīng)bb′折射后)的像,在適當?shù)奈恢貌迳?使得 與 、 的像在一條直線上,即讓 擋住 、 的像;再插上 讓它擋住 或 的像和 . 、 的位置如圖?所示.?

(2)①過 、 作直線與bb′交于O;
②過 、 作直線與bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中點;
④過O點作bb′的垂線CD,過點作bb′的垂線與aa′相交于N,如圖所示,連接ON;
⑤ .
.
【答案】 (1)見解析
(2)見解析

5.(1)某同學做”測定玻璃折射率”實驗時,已得到一塊平行玻璃磚和圖中的實驗光路圖,因未及時處理數(shù)據(jù),過一段時間拿出原圖一看,不知被誰在N一側(cè)多畫了幾條”光線”,請指出a、b、c、d中 線才是他實驗中得到的光線.

(2)在該實驗中以下敘述中不正確的是? ?.
A.玻璃磚的寬度宜大些
B.大頭針應垂直地插在紙面上
C.每邊的兩個大頭針的距離要近些,以便于觀察
D.入射角適當大些
【答案】 (1)a (2)C
6.如圖所示,畫有直角坐標系xOy的白紙位于水平桌面上,是放在白紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在坐標原點,直邊與x軸重合.OA是畫在紙上的直線 為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針 是豎直地插在紙上的第三枚大頭針 是直線OA與y軸正方向的夾角 是直線 與y軸負方向的夾角,只要直線OA畫得合適,且 的位置取得正確,測出角 和 便可求得玻璃的折射率.

某學生在用上述方法測量玻璃的折射率時,在他畫出的直線OA上豎直地插上了 、 兩枚大頭針,但在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無法透過玻璃磚看到 、 的像.
(1)他應采取的措施是 .
(2)若他已透過玻璃看到 的像,為確定 的位置,確定 位置的方法是 .
(3)若他已正確地測得了 的值,則玻璃的折射率n=? ?.
【解析】 (1)在y<0的區(qū)域內(nèi),看不到 、 的像,原因在于入射角大于臨界角,發(fā)生全反射,故應采用減小入射角的方法.
(2)確定 或出射光線)的位置是利用光的直線傳播原理,因此,插上 后 應剛好能擋住 、 的像.
(3)由折射定律得 .
【答案】 (1)在白紙上另畫一條與y軸正方向的夾角較小的直線OA,把大頭針 、 豎直地插在所畫的直線上,直到在y<0的區(qū)域內(nèi)透過玻璃磚能看見 、 的像
(2)插上 后 剛好能擋住 、 的像

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