高三實(shí)驗(yàn)專題《測(cè)玻璃的折射率》《用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)》

1、 2011屆高三實(shí)驗(yàn)專題測(cè)定玻璃的折射率 2011-3一、思考題1根據(jù)哪些原理(即公式)可以測(cè)定玻璃折射率？需要測(cè)量哪幾個(gè)量？這些量是怎樣測(cè)出來的？2用插針法測(cè)定玻璃的折射率，哪些針是在放玻璃磚之前就插上了的？哪些是放玻璃磚之后插上的？四個(gè)針各怎樣定位？第一和第二根針定位時(shí)需要用眼睛透過玻璃磚來觀察嗎？針應(yīng)當(dāng)插直還是插歪？第三個(gè)針應(yīng)當(dāng)靠近還是遠(yuǎn)離玻璃磚的界面？ 第四個(gè)針和第三個(gè)針的距離應(yīng)當(dāng)大些還是小些？3在白紙上記錄玻璃磚表面位置的兩條直線，哪個(gè)是放玻璃磚前畫上的？哪個(gè)是在放玻璃磚后畫上的？畫第二條線時(shí)留下的痕跡是粗些好還是細(xì)些好？為什么？如果這條線畫得不很靠近玻璃磚，對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么影響？4

2、. 為了減少誤差，所取的入射角大些好還是小些好？有人說：“入射角不能太大，入射角太大時(shí)，光在玻璃磚第二個(gè)界面上會(huì)發(fā)生全反射?！边@說法對(duì)嗎？5沒有量角器和三角函數(shù)表，怎樣從用插針法所得到的圖，測(cè)量和計(jì)算出玻璃的折射率？只有圓規(guī)和刻度尺時(shí)怎么辦？只有刻度尺時(shí)又怎么辦？6用插針法測(cè)量折射率時(shí)，如果玻璃磚的兩個(gè)表面不平行對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么影響？是否可以用棱鏡測(cè)量玻璃的折射率？是否可以用半圓玻璃磚測(cè)量玻璃的折射率？ 用這些器材時(shí)與用兩面平行玻璃磚時(shí)原理和方法上有什么異同？7怎樣測(cè)量液體介質(zhì)的折射率？8實(shí)驗(yàn)的兩種作圖：測(cè)量什么量？公式如何？二、練習(xí)題1對(duì)于測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中的一些具體問題，幾個(gè)學(xué)生發(fā)生了

3、爭(zhēng)論，他們的意見正確的是（ ）A為了提高測(cè)量精確度，P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)取大些；B為了提高測(cè)量精確度，P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)取小些；C為了提高測(cè)量精確度，入射角應(yīng)適當(dāng)取大些；D為了提高測(cè)量精確度，入射角應(yīng)取小些；EP1、P2、距離大小，入射角的大小與測(cè)量精確度沒有關(guān)系；F如果入射角太大，對(duì)反射光強(qiáng)，而折射光線太弱，不易觀察；bG如果入射角太大，則折射光線將會(huì)在玻璃磚內(nèi)表面發(fā)生全反射，而使實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行；H玻璃磚的寬度宜大一些可以減小確定光路時(shí)出現(xiàn)的誤差；I大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上。2某同學(xué)做測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角i與折射角r，作出sinisinr

4、圖象如圖所示下列判斷中哪些是正確的？A他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃的；B玻璃的折射率為0.67；C玻璃折射率為1.5；D玻璃臨界角的正弦值為0.673用如圖所示的裝置觀察光的反射和折射現(xiàn)象并測(cè)得玻璃的折射率在光具盤的中央固定一塊半圓柱形玻璃磚，使兩者的圓心O重合使激光束從玻璃磚圓弧面一側(cè)入射，并垂直直徑平面通過圓心O沿直線射出玻璃磚，記下入射光束在光具盤上對(duì)應(yīng)位置的刻度以圓心為軸，入射光束方向不變，逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)光具盤，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有兩束光在光具盤上移動(dòng)這兩束光將如何移動(dòng)？_亮度將如何變化？ 。當(dāng)光具盤轉(zhuǎn)過q角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一束光剛好消失，則玻璃的折射率n_4在用“插針法”測(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)

5、驗(yàn)中，把P1、P2連線與玻璃磚表面垂線的夾角作為_角，這個(gè)角過小會(huì)_，過大會(huì)使從bb面看不到P1、P2的_若已確定了P1、P2的位置，欲確定P3的位置，應(yīng)在觀察時(shí)使P3_如圖所示，甲同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)所畫的MN線(入射界面)雖與玻璃磚ab面重合，但PQ線卻略向外平移；乙同學(xué)的“MN和PQ之間距離雖等于ac，但實(shí)驗(yàn)時(shí)玻璃磚的ab、cd都相對(duì)MN、PQ平移了一些取走玻璃磚后，分別按MN、PQ及MN、PQ畫圖求折射率丙同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)所畫的MN線(入射界面)雖與玻璃磚ab面重合，但PQ線卻略向內(nèi)平移；那么，甲測(cè)出的折射率將_，乙測(cè)出的折射率將_，丙測(cè)出的折射率將 。(填“偏大”、“偏小”或“不變”)aMbc丙

6、NPQd5（04廣西）如圖所示，畫有直角坐標(biāo)系Oxy的白紙位于水平桌面上，M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)的原點(diǎn)，直邊與x軸重合，OA是畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3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OP3與軸負(fù)方向的夾角，只要直線OA畫得合適，且P3的位置取得正確，測(cè)得角和，便可求得玻璃得折射率。某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率，在他畫出的直線OA上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，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P1、P2的像，他應(yīng)該采取的措施是 ；若他已透過玻璃磚看到了

7、P1、P2的像，確定P3位置的方法是 ACBSO ；若他已正確地測(cè)得了的、的值，則玻璃的折射率n= 。 6如右圖所示的裝置可以測(cè)量棱鏡的折射率，ABC表示待測(cè)直角棱鏡的截面積，棱鏡的另外兩個(gè)銳角也是已知的，B=，緊貼直角邊AC的是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當(dāng)調(diào)整SO的方向，使得從AB面的出射光線與SO重合。在這種情況下僅需要測(cè)量出 就可以算出棱鏡的折射率的表達(dá)式n= 。7等腰直角三棱鏡ABO的兩個(gè)腰長(zhǎng)都是16cm，如圖所示。為了測(cè)定它的折射率，將棱鏡放在直角坐標(biāo)系中，使兩腰與Ox、Oy軸重合，從OB邊的C點(diǎn)注視A棱，發(fā)現(xiàn)A棱的視位置在AO邊上的D點(diǎn)，在C、D兩點(diǎn)插上大頭針，看

8、出C點(diǎn)的坐標(biāo)位置（0，12），D點(diǎn)坐標(biāo)位置（9，0），由此計(jì)算出棱鏡的折射率為 ACBP1P230ºP2P28如圖所示，用某種透光物質(zhì)制成直角三棱鏡ABC在垂直AC面的直線MN上插上大頭針P1、P2，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像與P2的像重合，再在觀察這一側(cè)先后插上大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像，記下P3、P4的位置，并標(biāo)出AB界面的位置。移去大頭針和三棱鏡，過P3、P4作直線與AB面相交于D點(diǎn)，量出該直線與AB面的夾角為45º；則該透射物質(zhì)的折射率n= ，請(qǐng)畫出完整光路圖。9（ 06

9、年全國2卷）一塊玻璃磚用兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的（光線不能通過表面）?，F(xiàn)要測(cè)定此玻璃的析射率。給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）帶有刻度的直角三角板、量角器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)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P1、P2（位置如圖）。用P1、P2的連線表示入射光線。（1）為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？試在題圖中標(biāo)出P3、P4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(biāo)出光線從空氣

10、到玻璃中的入射角1與折射角2。簡(jiǎn)要寫出作圖步驟。（3）寫出1、2表示的折射率公式為n 。OP1P2MNAB10（06年東城一模21題）利用插針法可以測(cè)量半圓柱形玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)方法如下：在白紙上做一直線MN，并做出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚（底面的圓心為O）放在白紙上，它的直邊與直線MN對(duì)齊，在垂線AB上插兩個(gè)大頭針P1和P2，然后在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P1 P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率。實(shí)驗(yàn)室中提供的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等。（A）某學(xué)生用上述方法測(cè)量玻璃的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P1

11、、P2兩枚大頭針，但在半圓柱形玻璃磚右側(cè)的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無法透過半圓柱形玻璃磚同時(shí)看到P1、P2的像，原因是，他應(yīng)該采取的措施是_.（B）為了確定光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側(cè)，最少應(yīng)插枚大頭針。（C）請(qǐng)?jiān)诎雸A柱形玻璃磚的右側(cè)估計(jì)所插大頭針的可能位置，并用“×”表示，做出光路圖。為了計(jì)算折射率，應(yīng)該測(cè)量的量（在光路圖上標(biāo)出），有： ，計(jì)算折射率的公式是。×P1×P2×P3×P411（06年豐臺(tái)二模）某同學(xué)用圓柱形玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好圓柱形玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2

12、，然后在圓柱形玻璃磚另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和圓柱形玻璃磚的邊界如圖所示。在圖上畫出所需的光路。為了測(cè)量出玻璃磚折射率，需要測(cè)量的物理量有 （要求在圖上標(biāo)出）。寫出計(jì)算折射率的公式n= 。參考答案1ACF；2ACD；3從玻璃磚圓弧面射出的光束將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在空氣中的折射光束將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；從玻璃磚圓弧面射出的光束亮度將變強(qiáng)，在空氣中的折射光束的亮度將變?nèi)酰?/sinq。4入射，使測(cè)量誤差偏大，像，同時(shí)擋住P1、P2的像，偏小，不變，偏大5在白紙上

13、畫一條與+y軸夾角較小的直線OA，把大頭針P1、P2豎直地插在直線OA上 ；在y<0區(qū)域透過玻璃磚看到P1、P2的像，插上P3，恰能擋住P1、P2的像 ；。 6SO與AB的夾角a，； 74/3； 8，圖略。9(1)在bb一側(cè)觀察P1、P2（經(jīng)bb折射，aa反射，再經(jīng)bb折射后）的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3與P1、P2的像在一條直線上，即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4，讓它擋住P2（或P1）的像和P3、P4的位置如圖.(2)過P1、P2作直線與bb交于O；過P3、P4作直線與bb交于O； 利用刻度尺找到OO的中點(diǎn)M；過O點(diǎn)作bb的垂線CD，過M點(diǎn)作bb的垂線與aa相交與N，如

14、圖所示，連接ON；P1OD=1，CON=2.OP1P2MNirP3DAB(3) 10(A)光線P1P2垂直于界面進(jìn)入半圓柱形玻璃磚后，到達(dá)圓弧面上的入射角大于臨界角，發(fā)生全反射現(xiàn)象，光不能從圓弧面折射出來；向上移動(dòng)半圓柱形玻璃磚，使到達(dá)圓弧面上光線的入射角小于臨界角；(B)1枚；×P1×P2×P3×P4ir(C)光路圖如右圖，光在圓弧面上D點(diǎn)發(fā)生折射，法線為OD直線，測(cè)出入射角i和折射角r，折射率11光路如圖所示;i和r； 2011屆高三實(shí)驗(yàn)專題用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)一、思考題1用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)根據(jù)的是什么公式？公式中“L”的含意是什么？如何測(cè)量？公

15、式中“d”的含意是什么？為什么給出“d”的值而不讓同學(xué)測(cè)量？公式中“Dx”的含意是什么？有同學(xué)說Dx是亮條紋的寬度，有同學(xué)Dx是相鄰明（或暗）條紋中心線之間的距離，誰的理解是對(duì)的？“Dx”是怎么測(cè)出來的？為了減小測(cè)量Dx的誤差，采取什么辦法？2光源燈絲什么樣形狀較好？燈絲取向應(yīng)當(dāng)怎樣？3單色光源、相干光源各是如何得到的？4改變雙縫間距離、雙縫到光屏間距離以及入射光的顏色，對(duì)雙縫干涉條紋的寬度各有什么影響？5白光的干涉條紋什么樣？中央條紋什么色？單色光的干涉條紋是什么樣的？中央條紋是明條紋還是暗條紋？6如果在雙縫前分別放置紅色和藍(lán)色的濾光片，在光屏上會(huì)看到什么現(xiàn)象？7把雙縫遮擋住其中一個(gè)，在光屏

16、上將看到什么現(xiàn)象？衍射條紋與干涉條紋區(qū)別是什么？二、練習(xí)題1在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中(1)已知雙縫到光屏之間的距離為600 mm，雙縫之間的距離為0.20 mm，單縫到雙縫之間的距離是100 mm某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，先將從測(cè)量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)某條亮紋(記作第1條)的中心，這時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示然后他轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第7條亮紋的中心，這時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示這兩次的示數(shù)依次為_mm和_mm，由此可以計(jì)算出這次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的單色光的波長(zhǎng)為_nm(2)下列操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮紋之間的距離的是_A增大單縫和雙縫之間的距離B增大雙縫和光屏之間的

17、距離C將紅色濾光片改為綠色濾光片D增大雙縫之間的距離2在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備了下列儀器：A白熾燈 B雙窄縫片 C單窄縫片D濾光片 E毛玻璃光屏(1)把以上儀器安裝在光具座上，自光源起合理的順序是_(填字母)(2)在某次實(shí)驗(yàn)中，用某種單色光通過雙縫在光屏上得到明暗相間的干涉條紋，其中亮紋a、c的位置利用測(cè)量頭上的分劃板確定，如圖所示其中表示a紋位置(如圖甲所示)的手輪讀數(shù)為_mm，表示c紋位置(如圖乙所示)的手輪讀數(shù)為_mm (3)已知雙縫間的距離為0.18 mm，雙縫與屏的距離為500 mm，則單色光的波長(zhǎng)為_m3（1）在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝

18、在光具座上（如圖1），并選用縫間距d=0.20mm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=700mm。然后，接通電源使光源正常工作。 已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第1次映入眼簾的干涉條紋如圖2(a)所示，圖2(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào)，此時(shí)圖2(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x1=1.16mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，映入眼簾的干涉條紋如圖3(a)所示，此時(shí)圖3(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)x2= ； 利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋（或暗紋）間的距離Dx= mm；這種色光的波長(zhǎng)l= nm。 參考答案：1(1)0.640，10.295，536；(2)B 2(1)ADCBE(2)1.790； 4.940(3)0.5673（1）15.02mm； 2.31mm；6.6×102光學(xué)演示實(shí)驗(yàn)1如圖所示，用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗(yàn)電器指示歸零。用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，接著用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針張角減小，此現(xiàn)象說明鋅板帶電（選填寫“正”或“負(fù)”）；