高考物理一輪復(fù)習(xí)重難點逐個突破專題96測玻璃磚的折射率用雙縫干涉測量光的波長(原卷版+解析)

專題96測玻璃磚的折射率用雙縫干涉測量光的波長考點一測玻璃磚的折射率（1-13T）考點二用雙縫干涉測量光的波長（14-25T）考點一測玻璃磚的折射率1.實驗原理如圖所示，當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過兩表面平行的玻璃磚時，通過插針法找出跟入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B，從而確定折射光線OO′和折射角θ2，再根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)或n＝eq\f(PN,QN′)算出玻璃的折射率。2.實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針(四枚)、圖釘(四枚)、量角器(或圓規(guī))、三角板(或直尺)、鉛筆。3.實驗步驟1)首先把白紙鋪在木板上并用圖釘將白紙固定。2)在白紙上畫一直線aa′作為界面，過aa′上的一點O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。3)把長方體玻璃磚放在白紙上，并使其長邊與aa′重合，再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb′。4)在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。5)從玻璃磚bb′一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住。再在bb′一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使P3能擋住P1、P2的像，P4能擋住P3本身及P1、P2的像。6)移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4四枚大頭針的同時分別記下它們的位置，過P3、P4作直線O′B交bb′于O′。連接O、O′，OO′就是玻璃磚內(nèi)折射光線的徑跡?！螦ON為入射角，∠O′ON′為折射角。7)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實驗。4.數(shù)據(jù)處理1)計算法用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角的eq\f(sinθ1,sinθ2)值，并取平均值。2)作sinθ1－sinθ2圖像改變不同的入射角θ1，測出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2圖像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖像應(yīng)為直線，如圖所示，其斜率為折射率。3)“單位圓法”確定sinθ1、sinθ2，計算折射率n以入射點O為圓心，以一定長度R為半徑畫圓，交入射光線AO于P點，交折射光線OO′于Q點，過P作CD的垂線PN，過Q作CD的垂線QN′，如圖所示，則sinθ1＝eq\f(PN,OP)，sinθ2＝eq\f(QN′,OQ)，又OP＝OQ＝R，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(PN,QN′)，只要用刻度尺測出PN、QN′的長度就可以求出n。5.注意事項1)實驗時，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O′之間距離要稍大一些。2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)。太大：反射光較強(qiáng)，折射光較弱；太?。喝肷浣恰⒄凵浣菧y量的誤差較大。3)操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫邊界線。4)實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大。6.誤差分析1)入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些。2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量誤差。1．（2022·江蘇·南京師大附中模擬預(yù)測）某同學(xué)在測玻璃折射率時，把玻璃磚一邊與aa′對齊，但另一條邊bb′畫得明顯過寬，其它操作符合要求，則（）A．折射角比實際值偏大，折射率比真實值小B．折射角比實際值偏小，折射率比真實值大C．折射角比實際值偏小，折射率比真實值小D．折射角等于實際值，對折射率的測量沒有影響2．（2022·江蘇江蘇·二模）某同學(xué)用“插針法”測量平行玻璃磚的折射率。如圖所示，直線MN與PQ之間的距離等于玻璃磚的厚度，a、b、c、d為大頭針的位置，下列說法中正確的是（）A．該同學(xué)在插大頭針c時，只要使其擋住b的像即可B．入射角較大時光會在玻璃磚下表面可能發(fā)生全反射C．若實驗時玻璃磚向上平移微小距離，結(jié)果不受影響D．“插針法”實驗只能用來測量平行玻璃磚的折射率3．（2022·浙江紹興·二模）小周在“測定玻璃折射率”的實驗中，使用了以下器材：直徑為7.00厘米的半圓形玻璃磚、紅色激光、平木板、圖釘（若干）、白紙、鉛筆、三角尺，當(dāng)激光沿某一半徑方向照射到圓心O點時恰好發(fā)生全反射。他作出的光路圖如圖所示，則玻璃磚的折射率為________（保留三位有效數(shù)字）。將入射光線向右平移一小段距離，___________（填“有”或“沒有”）光線從玻璃磚底面射出。4．（2022·廣東梅州·模擬預(yù)測）如圖1所示，是利用插針法測定玻璃磚折射率的實驗得到的光路圖，玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則：（1）以入射點O為圓心，以R=5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線的延長線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得MN=1.68cm，F(xiàn)E=1.12cm，則該玻璃磚的折射率n=________；（2）若玻璃磚AB面與CD平行，但某同學(xué)操作時將界線aa'、bb'畫好后誤用另一塊寬度稍窄的玻璃磚如圖2所示，實驗中除用原界線外，其他操作都正確，則測得玻璃的折射率將________A．偏大B．偏小

C．不影響結(jié)果D．不能確定5．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）某同學(xué)在做“測定玻璃折射率”的實驗時已經(jīng)畫好了部分圖線，如圖甲所示，并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2，現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上P3（1）確定P3A．透過玻璃磚，P3擋住PB．先插上P4大頭針，在靠近玻璃磚一側(cè)P3擋住C．透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1、（2）作出光線在玻璃磚中和出射后光線的光路圖，并畫出玻璃磚中光線的折射角θ2（3）經(jīng)過多次測量作出sinθ（4）若該同學(xué)在確定P4位置時，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P（5）該同學(xué)突發(fā)其想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來做實驗，兩者的AC面是平行放置的，插針P1、P2的連線垂直于A．P3P6

B．P3P8

6．（2022·浙江·溫州市英才學(xué)校模擬預(yù)測）某實驗小組做“用插針法測定玻璃折射率”的實驗。(1)在白紙上放好平行玻璃磚，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“?”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4，在插P3時，應(yīng)使P3______，在插P4時，應(yīng)使P4______；(2)該小組完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是______；A．B．C．D．(3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n=______（圖中線段的字母表示）。7．（2022·浙江·模擬預(yù)測）某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖所示。（1）下列那些操作有助于減小測量誤差___________。A．選用較粗的大頭針，以便大頭針的像能看得清晰B．選用寬度適當(dāng)大一點的玻璃磚C．入射角不要過大，也不要過小D．P3和P4兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點E．玻璃磚的前后兩個側(cè)面務(wù)必平行（2）本實驗采用先畫入射光線，再插上P1和P2兩針，因入射光線已經(jīng)畫好，故只要P1和P2兩針插得準(zhǔn)、插得直就可以，對兩針距離遠(yuǎn)近沒有要求，這個說法是___________的。（填“正確”或“錯誤”）（3）某同學(xué)在插P4這枚針的時候不小心插得偏右的了一點，此操作會導(dǎo)致折射率的測量值___________。（填“偏大”、“不變”或“偏小”）8．（2022·北京八十中三模）在“測定玻璃的折射率”的實驗中，實驗小組在白紙上放好玻璃磚MNPQ，畫出玻璃磚與空氣的兩個界面aa'和bb'（如圖）。（1）實驗小組內(nèi)的三位學(xué)生在實驗中①第一位學(xué)生在紙上正確畫出了玻璃磚的兩個折射面aa′和bb′。因不慎碰動了玻璃磚，使它向aa′方向平移了一點（如圖1所示），以后的操作都正確無誤，并仍以aa′和bb′為折射面畫出了光路圖，這樣測出的折射率n的值將_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；②第二位學(xué)生為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面，畫出的aa′和bb′都比實際的折射面向外側(cè)平移了一些（如圖2所示）以后的操作都正確無誤，并仍以aa′和bb′為折射面畫出了光路圖，這樣測出的折射率n的值將_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；③第三位學(xué)生的操作和所畫的光路圖都正確無誤，只是所用的玻璃磚的兩個折射面不平行（如圖3所示）。用這塊玻璃磚測出的折射率n的值將_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（2）另一實驗小組的甲、乙、丙、丁四位同學(xué)實驗中得到如圖所示的插針結(jié)果，由圖可知①從圖上看，肯定把針插錯了的同學(xué)是_____；②從圖上看，測量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的同學(xué)是_____。9．（2022·浙江溫州·二模）在“測定玻璃的折射率”實驗時:（1）下列做法正確的是______；A．入射角越大，誤差越小B．畫出玻璃磚邊界面后，實驗過程中玻璃磚就可以任意移動了C．插大頭針時，要盡量讓針處于豎直狀態(tài)且間距適當(dāng)遠(yuǎn)一些D．所用玻璃磚必須是平行玻璃磚，用其他形狀的玻璃磚無法測得其折射率（2）某學(xué)生在插第三枚大頭針P3時，在視線中看到P1、P2兩枚大頭針“斷”成了a、b、c、dA．a(chǎn)、bB．c、dC．a(chǎn)、cD．b、d10．（2022·寧夏六盤山高級中學(xué)模擬預(yù)測）某實驗小組的同學(xué)用直角三棱鏡做“測定玻璃折射率”的實驗。他們先在白紙上畫出三棱鏡的輪廓（用實線△ABC表示），然后放好三棱鏡，在垂直于AB的方向上插上兩枚大頭針P1和P2，在棱鏡的左側(cè)觀察，當(dāng)P1的像恰好被P2的像擋住時，插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2像，再插上大頭針P4①將圖中的光路圖補(bǔ)充完整_________；②根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，可得該玻璃的折射率n=___________；③若實驗中放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，移至圖中虛線處，而測量時仍將△ABC作為實驗中棱鏡所處位置，由此得出該玻璃折射率的測量值___________真實值（選填“大于”、“小于”或“等于”）。11．（2021·浙江·高考真題）小明同學(xué)在做“測定玻璃的折射率”實驗時，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭針A、B、C插在如圖所示位置，并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應(yīng)方框中畫出光路圖，標(biāo)出入射角i和折射角r，______并寫出折射率n的計算式______。12．（2022·重慶·模擬預(yù)測）用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。（?。┤鐖D甲，實驗中測量AO距離為L1，AM距離為L2，OO′距離為L3（ⅱ）在實驗中，某同學(xué)從玻璃磚側(cè)壁觀察到了兩枚大頭針位置，如圖乙所示，經(jīng)過測量得到α=β=30°。求此玻璃磚的折射率。13．（2021·全國·高考真題）用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路、C、D兩個大頭針確定出射光路，O和O′分別是入射點和出射點，如圖（a）所示。測得玻璃磚厚度為?=15.0mm，A到過O點的法線OM的距離AM=10.0mm，M到玻璃磚的距離MO=20.0mm，O′（ⅰ）求玻璃磚的折射率；（ⅱ）用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗，玻璃磚的截面如圖（b）所示。光從上表面入射，入射角從0逐漸增大，達(dá)到45°時，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角。考點二用雙縫干涉測量光的波長1.實驗器材下圖所示為雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭．另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等．2.實驗思路光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片(裝在單縫前)、單縫、雙縫后在雙縫右邊的空間發(fā)生干涉．可以在毛玻璃屏上觀察到干涉條紋，并由λ＝eq\f(d,l)Δx計算出波長．3.物理量的測量(雙縫間的距離d已知)1)l的測量：雙縫到屏的距離l可以用刻度尺測出．2)Δx的測量：相鄰兩條亮條紋間的距離Δx用測量頭測出．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成．測量Δx的步驟如下①使分劃板的中心刻線與某一條亮條紋的中心對齊(如下圖)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1.②轉(zhuǎn)動測量頭．使分劃板中心刻線與第n條亮條紋的中心對齊，再次記下手輪上的讀數(shù)a2.③相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(|a2－a1|,n－1).4.實驗步驟1)將光源、透鏡、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如下圖所示．2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏．4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10cm，這時可觀察白光的干涉條紋．5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．6)測量雙縫到屏的距離l和相鄰兩條亮條紋間的距離Δx.7)分別改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應(yīng)的波長．5.注意事項1)雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件．2)濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去．3)安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10cm.4)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱主要是由于燈絲與單縫、雙縫、遮光筒不共軸線所致；干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行．5)測量頭在使用時應(yīng)使中心刻線對應(yīng)著亮(暗)條紋的中心．6)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近．14．某同學(xué)自己動手利用如圖所示器材觀察光的干涉現(xiàn)象，當(dāng)他用一束陽光照射到單縫屏上時，光屏上并沒有出現(xiàn)干涉條紋。他移走雙縫屏后，光屏上出現(xiàn)一窄亮斑。分析實驗失敗的原因，最大的可能性是（）A．單縫S太窄B．單縫S太寬C．S到S1到S2的距離不等D．陽光不能作為光源15．（2022·江蘇·海安縣實驗中學(xué)高二階段練習(xí)）有位同學(xué)做雙縫干涉實驗時，通過測量頭觀察到如圖所示清晰的干涉圖樣，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是（）A．單縫和雙縫沒有調(diào)平行B．光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏沒有調(diào)共軸C．光源過于右偏，應(yīng)調(diào)節(jié)光源，使它適當(dāng)左移D．測量頭過于右偏，應(yīng)調(diào)節(jié)測量頭上的手輪，使它適當(dāng)左移16．（2022·重慶·四川外國語大學(xué)附屬外國語學(xué)校高三）某實驗小組用雙縫干涉測量光的波長，實驗裝置如圖甲所示。（1）將實驗儀器按要求安裝在光具座上，在題圖甲中A、B處分別應(yīng)該安裝的器材和濾光片的位置依次是___________。A．A處為雙縫、B處為單縫，濾光片在光源和凸透鏡之間B．A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在A和B之間C．A處為雙縫，B處為單縫、濾光片在遮光筒內(nèi)D．A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在凸透鏡和A之間（2）己知雙縫間距離d=0.20mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為l=75.0cm，如圖乙所示，實驗時先轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線對準(zhǔn)圖丙所示的第1條明條紋中心，此時游標(biāo)卡尺示數(shù)如題圖丁所示，讀數(shù)為x1=___________mm，然后再轉(zhuǎn)動手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線向右邊移動，直到對準(zhǔn)第5條明條紋中心，如圖丙所示，此時游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖戊所示，則游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x217．（2022·浙江大學(xué)附屬中學(xué)模擬預(yù)測）如圖甲是某同學(xué)在實驗室用黃光做“雙縫干涉測量光的波長”實驗的器材，觀察到如圖乙所示的干涉條紋，圖中灰色部分表示暗條紋，于是他使分劃板中心刻線與暗條紋中心對齊，移動測量頭進(jìn)行測量，下列說法中正確的是（）A．該同學(xué)測條紋間距時必須將分劃板中心刻度線與亮條紋中心對齊B．在實驗過程中拿掉雙縫，將觀察不到明暗相間的條紋C．該干涉條紋雖然傾斜，但測得的波長值仍正確D．若需得到豎直的條紋與分劃板刻度線平行只需逆時針轉(zhuǎn)動測量頭即可18．（2023·全國·高三專題練習(xí)）利用雙縫干涉測定光的波長的實驗中，雙縫間距d＝0.4mm，雙縫到光屏間的距離l＝0.5m，實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則①分劃板在圖中A位置時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為xA＝11.1mm，在B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為xB＝________mm，相鄰兩條紋間距Δx＝________mm。②該單色光的波長λ＝________nm。（2）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不平行，如圖所示。則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________實際值（填“大于”“小于”或“等于”）。19．（2022·北京·楊鎮(zhèn)第一中學(xué)模擬預(yù)測）在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，請按照題目要求回答下列問題。（1）圖甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是______。（2）將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為C、______。（填寫元件代號）（3）組裝儀器時，單縫和雙縫的空間關(guān)系應(yīng)該為______。A．a(chǎn)代表單縫，b代表雙縫

B．a(chǎn)代表雙縫，b代表單縫C．二者相互垂直放置

D．二者相互平行放置（4）將紅色濾光片改為綠色濾光片，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則______。A．條紋為豎條紋

B．條紋為橫條紋C．與紅光相比條紋間距變窄

D．與紅光相比條紋間距變寬（5）若只將濾光片去掉，下列說法正確的是______。A．屏上出現(xiàn)彩色衍射條紋，中央是紫色亮紋B．屏上出現(xiàn)彩色衍射條紋，中央是白色亮紋C．屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，中央是紅色亮紋

D．屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，中央是白色亮紋20．（2022·北京市十一學(xué)校三模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。物理小組用如圖甲所示的實驗裝置測光的波長。（1）實驗儀器。如圖乙所示，將測量頭的分劃板中心刻線與A亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)x1=2.331mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與B亮紋中心對齊，記下此時圖丙中手輪上的示數(shù)x6=___________mm；（2）實驗原理。已知雙縫間距d=0.3mm，雙縫到屏的距離l=1.2m，由計算式λ=____________，可得所測光的波長為__________m；（計算式用題中出現(xiàn)的字母表示，波長保留兩位有效數(shù)字）（3）誤差分析。在其他操作都正確的前提下，下列操作中一定會使測量結(jié)果偏小的是_______。A．?dāng)?shù)到第7條明條紋時誤記為第6條B．測量相鄰兩條亮條紋的間距作為ΔxC．測量單縫到屏的距離作為lD．測間距時使分劃板中心刻線與暗條紋中心對齊21．（2022·山東日照·二模）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題：（1）若想增加目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可________A．將單縫靠近雙縫B．將屏靠近雙縫C．將屏遠(yuǎn)離雙縫D．使用間距更大的雙縫（2）某次測量時，雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，當(dāng)分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1條亮條紋的中心時讀數(shù)x1=2.310mm，對準(zhǔn)第5條亮條紋的中心時讀數(shù)如圖乙所示，則讀數(shù)22．（2022·福建泉州·模擬預(yù)測）某實驗小組利用如圖所示的裝置研究雙縫干涉現(xiàn)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(diào)整好裝置進(jìn)行實驗，若將濾光片由紫色換為紅色，則干涉條紋間距將_____（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(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。23．（2021·浙江嘉興·模擬預(yù)測）在完成“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時。（1）實驗需測定的相鄰條紋間距Δx（2）實驗中，目鏡中心刻度線對齊第n條條紋中心和第n+10條條紋中心時，游標(biāo)卡尺的示數(shù)分別如圖丙和圖丁所示，圖丙中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_______mm。已知雙縫間距d=0.4mm，雙縫到屏的距離L=1.0m，所測單色光的波長為______24．（2021·浙江·高考真題）圖示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中:①觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___________。(單選）A．旋轉(zhuǎn)測量頭

B．增大單縫與雙縫間的距離

C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行②要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___________(單選）A．減小單縫與光源間的距離

B．減小單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離

D．增大雙縫與測量頭間的距離25．（2022·北京·一模）某同學(xué)利用圖所示裝置性測量某種單色光的波長。實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問題：（1）以下實驗器材在圖中未標(biāo)出：A．毛玻璃屏、B．雙縫、C．光源、D．單縫、E.濾光片。在圖中從左至右合理的順序為C、E、__________、_________、A。（2）若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可____________；A．將單縫向雙縫靠近

B．將毛玻璃屏向靠近雙縫的方向移動C．使用間距更大的雙縫

D．將毛玻璃屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動專題96測玻璃磚的折射率用雙縫干涉測量光的波長考點一測玻璃磚的折射率（1-13T）考點二用雙縫干涉測量光的波長（14-25T）考點一測玻璃磚的折射率1.實驗原理如圖所示，當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過兩表面平行的玻璃磚時，通過插針法找出跟入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B，從而確定折射光線OO′和折射角θ2，再根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)或n＝eq\f(PN,QN′)算出玻璃的折射率。2.實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針(四枚)、圖釘(四枚)、量角器(或圓規(guī))、三角板(或直尺)、鉛筆。3.實驗步驟1)首先把白紙鋪在木板上并用圖釘將白紙固定。2)在白紙上畫一直線aa′作為界面，過aa′上的一點O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。3)把長方體玻璃磚放在白紙上，并使其長邊與aa′重合，再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb′。4)在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。5)從玻璃磚bb′一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住。再在bb′一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使P3能擋住P1、P2的像，P4能擋住P3本身及P1、P2的像。6)移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4四枚大頭針的同時分別記下它們的位置，過P3、P4作直線O′B交bb′于O′。連接O、O′，OO′就是玻璃磚內(nèi)折射光線的徑跡?！螦ON為入射角，∠O′ON′為折射角。7)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實驗。4.數(shù)據(jù)處理1)計算法用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角的eq\f(sinθ1,sinθ2)值，并取平均值。2)作sinθ1－sinθ2圖像改變不同的入射角θ1，測出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2圖像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖像應(yīng)為直線，如圖所示，其斜率為折射率。3)“單位圓法”確定sinθ1、sinθ2，計算折射率n以入射點O為圓心，以一定長度R為半徑畫圓，交入射光線AO于P點，交折射光線OO′于Q點，過P作CD的垂線PN，過Q作CD的垂線QN′，如圖所示，則sinθ1＝eq\f(PN,OP)，sinθ2＝eq\f(QN′,OQ)，又OP＝OQ＝R，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(PN,QN′)，只要用刻度尺測出PN、QN′的長度就可以求出n。5.注意事項1)實驗時，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O′之間距離要稍大一些。2)入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)。太大：反射光較強(qiáng)，折射光較弱；太?。喝肷浣恰⒄凵浣菧y量的誤差較大。3)操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫邊界線。4)實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大。6.誤差分析1)入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些。2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量誤差。1．（2022·江蘇·南京師大附中模擬預(yù)測）某同學(xué)在測玻璃折射率時，把玻璃磚一邊與aa′對齊，但另一條邊bb′畫得明顯過寬，其它操作符合要求，則（）A．折射角比實際值偏大，折射率比真實值小B．折射角比實際值偏小，折射率比真實值大C．折射角比實際值偏小，折射率比真實值小D．折射角等于實際值，對折射率的測量沒有影響【答案】A【解析】由測玻璃磚折射率的實驗原理知，用兩根大頭針位置確定出射光線，如圖，若另一條邊bb′畫得明顯過寬，則折射光線為圖中②，而準(zhǔn)確的折射光線應(yīng)為圖中①，故折射角比實際值偏大，由n=sinθ故選A。2．（2022·江蘇江蘇·二模）某同學(xué)用“插針法”測量平行玻璃磚的折射率。如圖所示，直線MN與PQ之間的距離等于玻璃磚的厚度，a、b、c、d為大頭針的位置，下列說法中正確的是（）A．該同學(xué)在插大頭針c時，只要使其擋住b的像即可B．入射角較大時光會在玻璃磚下表面可能發(fā)生全反射C．若實驗時玻璃磚向上平移微小距離，結(jié)果不受影響D．“插針法”實驗只能用來測量平行玻璃磚的折射率【答案】C【解析】A．插大頭針c時，應(yīng)使其擋住a、b的像，故A錯誤；B．由幾何知識可知，光線在上表面的折射角等于在下表面的入射角，根據(jù)光線可逆原理可知，只要上表面不發(fā)生全反射，有光線射入玻璃磚，光線就一定會從下表面射出，折射光線不會在下表面發(fā)生全反射，故B錯誤；C．實驗時玻璃磚向上平移微小距離，入射角和折射角不會變化，根據(jù)折射定律可知測得的折射率不會改變，故C正確；D．該實驗的原理是光的折射定律，也能用來測量其他透明介質(zhì)的折射率，故D錯誤。故選C。3．（2022·浙江紹興·二模）小周在“測定玻璃折射率”的實驗中，使用了以下器材：直徑為7.00厘米的半圓形玻璃磚、紅色激光、平木板、圖釘（若干）、白紙、鉛筆、三角尺，當(dāng)激光沿某一半徑方向照射到圓心O點時恰好發(fā)生全反射。他作出的光路圖如圖所示，則玻璃磚的折射率為________（保留三位有效數(shù)字）。將入射光線向右平移一小段距離，___________（填“有”或“沒有”）光線從玻璃磚底面射出?！敬鸢浮?/p>

1.52

有【解析】[1]激光恰能在O點全反射，則sin其中的sinC=2.303.50解得[2]將入射光線向右平移一小段距離，則光線射到上底面時的入射角減小，則光線將不能發(fā)生全發(fā)射從而從底面射出。4．（2022·廣東梅州·模擬預(yù)測）如圖1所示，是利用插針法測定玻璃磚折射率的實驗得到的光路圖，玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則：（1）以入射點O為圓心，以R=5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線的延長線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得MN=1.68cm，F(xiàn)E=1.12cm，則該玻璃磚的折射率n=________；（2）若玻璃磚AB面與CD平行，但某同學(xué)操作時將界線aa'、bb'畫好后誤用另一塊寬度稍窄的玻璃磚如圖2所示，實驗中除用原界線外，其他操作都正確，則測得玻璃的折射率將________A．偏大B．偏小

C．不影響結(jié)果D．不能確定【答案】

1.5

B【解析】（1）[1]由幾何知識得，入射角的正弦sin折射角的正弦sin則得折射率n=（2）[2]如圖所示，實線是實際光線，虛線是該同學(xué)所作的光線，可見，該同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后，測得的入射角不受影響，但測得的折射角比真實的折射角偏大，因此測得的折射率偏小。5．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）某同學(xué)在做“測定玻璃折射率”的實驗時已經(jīng)畫好了部分圖線，如圖甲所示，并在入射光線AO上插上大頭針P1、P2，現(xiàn)需在玻璃磚下表面折射出的光線上插上P3（1）確定P3A．透過玻璃磚，P3擋住PB．先插上P4大頭針，在靠近玻璃磚一側(cè)P3擋住C．透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1、（2）作出光線在玻璃磚中和出射后光線的光路圖，并畫出玻璃磚中光線的折射角θ2（3）經(jīng)過多次測量作出sinθ（4）若該同學(xué)在確定P4位置時，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P（5）該同學(xué)突發(fā)其想用兩塊同樣的玻璃直角棱鏡ABC來做實驗，兩者的AC面是平行放置的，插針P1、P2的連線垂直于A．P3P6

B．P3P8

【答案】

C

1.50

偏小

C【解析】（1）[1]確定P3位置的方法正確的是：透過玻璃磚觀察，使P3擋住P1（2）[2]光路如圖；（3）[3]根據(jù)n=可知，圖像sinθ1?（4）[4]若該同學(xué)在確定P4位置時，被旁邊同學(xué)碰了一下，不小心把P4位置畫的偏左了一些，則P4P3的連線與bb′的交點偏右，測得的折射角θ2偏大，則根據(jù)可知，測出來的折射率偏?。唬?）[5]光路圖如圖所示根據(jù)光路圖可知，經(jīng)過P1P2的光線經(jīng)兩塊玻璃磚的分界處向下偏轉(zhuǎn)，然后射入右側(cè)玻璃磚后平行射出，所以在圖中右邊的插針應(yīng)該是P5P6；故選C。6．（2022·浙江·溫州市英才學(xué)校模擬預(yù)測）某實驗小組做“用插針法測定玻璃折射率”的實驗。(1)在白紙上放好平行玻璃磚，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“?”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4，在插P3時，應(yīng)使P3______，在插P4時，應(yīng)使P4______；(2)該小組完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是______；A．B．C．D．(3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n=______（圖中線段的字母表示）?！敬鸢浮?/p>

擋住P1、P2的像

擋住P3以及P1、P2的像

D

AC【解析】(1)[1][2]在插P3時，應(yīng)使P3擋住P1、P2的像，在插P4時，應(yīng)使P4擋住P3以及P1、P2的像；(2)[3]光線經(jīng)過玻璃磚后出射光線和入射光線是平行的，且錯開一定的距離，即圖像D正確。(3)[4]玻璃的折射率n=7．（2022·浙江·模擬預(yù)測）某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖所示。（1）下列那些操作有助于減小測量誤差___________。A．選用較粗的大頭針，以便大頭針的像能看得清晰B．選用寬度適當(dāng)大一點的玻璃磚C．入射角不要過大，也不要過小D．P3和P4兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點E．玻璃磚的前后兩個側(cè)面務(wù)必平行（2）本實驗采用先畫入射光線，再插上P1和P2兩針，因入射光線已經(jīng)畫好，故只要P1和P2兩針插得準(zhǔn)、插得直就可以，對兩針距離遠(yuǎn)近沒有要求，這個說法是___________的。（填“正確”或“錯誤”）（3）某同學(xué)在插P4這枚針的時候不小心插得偏右的了一點，此操作會導(dǎo)致折射率的測量值___________。（填“偏大”、“不變”或“偏小”）【答案】

BCD

錯誤

偏小【解析】（1）[1]A．選用較粗的大頭針，對確定光線的方向會產(chǎn)生更大的誤差，選項A錯誤；B．選用寬度適當(dāng)大一點的玻璃磚，偏折現(xiàn)象更加明顯，有助于減小誤差，選項B正確；C．入射角大小要適當(dāng)，不要過大，也不要過小，有助于減小誤差，選項C正確；D．P3和P4兩針的距離要適當(dāng)遠(yuǎn)一點，可減小確定光線方向時產(chǎn)生的誤差，選項D正確；E．即使玻璃磚的前后兩個側(cè)面不平行，但只要操作正確，也不會產(chǎn)生誤差，選項E錯誤。故選BCD。（2）[2]盡管入射光線已經(jīng)畫好。但是在插針P3和針P4時仍需要觀察，故針P1和針P2插得適當(dāng)遠(yuǎn)一點可以減小插針誤差，所以這個說法是錯誤的。（3）[3]P4這枚針插得偏右一點，此操作會導(dǎo)致出射光在玻璃磚上的出射點左移，從而導(dǎo)致折射角的測量值偏大，根據(jù)n=可知，折射率的測量值偏小。8．（2022·北京八十中三模）在“測定玻璃的折射率”的實驗中，實驗小組在白紙上放好玻璃磚MNPQ，畫出玻璃磚與空氣的兩個界面aa'和bb'（如圖）。（1）實驗小組內(nèi)的三位學(xué)生在實驗中①第一位學(xué)生在紙上正確畫出了玻璃磚的兩個折射面aa′和bb′。因不慎碰動了玻璃磚，使它向aa′方向平移了一點（如圖1所示），以后的操作都正確無誤，并仍以aa′和bb′為折射面畫出了光路圖，這樣測出的折射率n的值將_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；②第二位學(xué)生為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面，畫出的aa′和bb′都比實際的折射面向外側(cè)平移了一些（如圖2所示）以后的操作都正確無誤，并仍以aa′和bb′為折射面畫出了光路圖，這樣測出的折射率n的值將_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；③第三位學(xué)生的操作和所畫的光路圖都正確無誤，只是所用的玻璃磚的兩個折射面不平行（如圖3所示）。用這塊玻璃磚測出的折射率n的值將_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（2）另一實驗小組的甲、乙、丙、丁四位同學(xué)實驗中得到如圖所示的插針結(jié)果，由圖可知①從圖上看，肯定把針插錯了的同學(xué)是_____；②從圖上看，測量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的同學(xué)是_____?！敬鸢浮?/p>

不變

偏小

不變

甲、乙

丁【解析】（1）[1]同學(xué)1光路圖，如圖由圖可知n=角度保持不變，所以n的值不變。[2]同學(xué)2光路圖，如圖由圖可知n=其中β變大，則n變小，即測量值偏小。[3]同學(xué)3光路圖，如圖由于測量操作無誤，所以測量值等于真實值，即不變。（2）[4]根據(jù)結(jié)果畫出的光路圖如圖所示連線可以發(fā)現(xiàn)，甲的折射光線與入射光線處于法線的一側(cè)，針插錯了。乙同學(xué)的入射光線與折射光線在同一直線上，肯定針也插錯了。[5]丁同學(xué)插針的位置距離較大，誤差較小，所以測量結(jié)果準(zhǔn)確度更高。9．（2022·浙江溫州·二模）在“測定玻璃的折射率”實驗時:（1）下列做法正確的是______；A．入射角越大，誤差越小B．畫出玻璃磚邊界面后，實驗過程中玻璃磚就可以任意移動了C．插大頭針時，要盡量讓針處于豎直狀態(tài)且間距適當(dāng)遠(yuǎn)一些D．所用玻璃磚必須是平行玻璃磚，用其他形狀的玻璃磚無法測得其折射率（2）某學(xué)生在插第三枚大頭針P3時，在視線中看到P1、P2兩枚大頭針“斷”成了a、b、c、dA．a(chǎn)、bB．c、dC．a(chǎn)、cD．b、d【答案】

C

B【解析】（1）A．入射角不宜太大也不宜太小，入射角過大，會使折射光線亮度變暗，入射角太小則入射角、折射角的相對誤差較大，A錯誤；B．實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變，B錯誤；C．插大頭針時，讓針處于豎直狀態(tài)且間距適當(dāng)遠(yuǎn)一些有助于減小誤差，C正確；D．除了平行玻璃磚其他形狀的玻璃磚也能測出折射率，D錯誤；故選C。（2）在本實驗中P3應(yīng)擋住P1、P2透過玻璃磚的像而不是P1、P2，圖中a、b為P1、P2，c、d為P1、10．（2022·寧夏六盤山高級中學(xué)模擬預(yù)測）某實驗小組的同學(xué)用直角三棱鏡做“測定玻璃折射率”的實驗。他們先在白紙上畫出三棱鏡的輪廓（用實線△ABC表示），然后放好三棱鏡，在垂直于AB的方向上插上兩枚大頭針P1和P2，在棱鏡的左側(cè)觀察，當(dāng)P1的像恰好被P2的像擋住時，插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2像，再插上大頭針P4①將圖中的光路圖補(bǔ)充完整_________；②根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，可得該玻璃的折射率n=___________；③若實驗中放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，移至圖中虛線處，而測量時仍將△ABC作為實驗中棱鏡所處位置，由此得出該玻璃折射率的測量值___________真實值（選填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】

2

小于【解析】①[1]如圖所示②[2]根據(jù)幾何關(guān)系可知光線在AC面的入射角為30°，根據(jù)折射定律可得n=③[3]若實驗中放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，移至圖中虛線處，如圖所示，可知出射光線相對于玻璃磚不動時的出射光線向下平移，所以對折射角的測量無影響，但測量時仍將△ABC作為實驗中棱鏡所處位置，所以作出的BC面的反射光線（圖中紅線）會比實際的反射光線（圖中藍(lán)線）向逆時針方向偏，由此造成所測光線在AC面的入射角比實際值偏大，所以該玻璃折射率的測量值小于真實值。11．（2021·浙江·高考真題）小明同學(xué)在做“測定玻璃的折射率”實驗時，發(fā)現(xiàn)只有3枚大頭針，他把大頭針A、B、C插在如圖所示位置，并測出了玻璃的折射率。請在答題紙相應(yīng)方框中畫出光路圖，標(biāo)出入射角i和折射角r，______并寫出折射率n的計算式______?！敬鸢浮?/p>

n=sin【解析】光路圖如圖所示根據(jù)折射定律可知n=sin12．（2022·重慶·模擬預(yù)測）用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。（ⅰ）如圖甲，實驗中測量AO距離為L1，AM距離為L2，OO′距離為L3（ⅱ）在實驗中，某同學(xué)從玻璃磚側(cè)壁觀察到了兩枚大頭針位置，如圖乙所示，經(jīng)過測量得到α=β=30°。求此玻璃磚的折射率。【答案】（?。㎜2L【解析】（?。┱凵渎蕁=由幾何關(guān)系可知sinα=AM聯(lián)立可得n=（ⅱ）光路圖如圖所示根據(jù)折射定律得n=sin(90°?α)代入數(shù)據(jù)解得n=13．（2021·全國·高考真題）用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路、C、D兩個大頭針確定出射光路，O和O′分別是入射點和出射點，如圖（a）所示。測得玻璃磚厚度為?=15.0mm，A到過O點的法線OM的距離AM=10.0mm，M到玻璃磚的距離MO=20.0mm，O′（?。┣蟛ＡТu的折射率；（ⅱ）用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗，玻璃磚的截面如圖（b）所示。光從上表面入射，入射角從0逐漸增大，達(dá)到45°時，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角?！敬鸢浮浚╥）2

（ii）15°【解析】（i）從O點射入時，設(shè)入射角為α，折射角為β。根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)可得：sinα=再由折射定律可得玻璃磚的折射率：n=（ii）當(dāng)入射角為45°時，設(shè)折射角為γ，由折射定律：n=可求得：γ=30°再設(shè)此玻璃磚上下表面的夾角為θ，光路圖如下：而此時出射光線恰好消失，則說明發(fā)生全反射，有：sin解得：C=45°由幾何關(guān)系可知：θ+30°=C即玻璃磚上下表面的夾角：θ=15°考點二用雙縫干涉測量光的波長1.實驗器材下圖所示為雙縫干涉儀，即光具座、光源、濾光片、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭．另外，還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等．2.實驗思路光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片(裝在單縫前)、單縫、雙縫后在雙縫右邊的空間發(fā)生干涉．可以在毛玻璃屏上觀察到干涉條紋，并由λ＝eq\f(d,l)Δx計算出波長．3.物理量的測量(雙縫間的距離d已知)1)l的測量：雙縫到屏的距離l可以用刻度尺測出．2)Δx的測量：相鄰兩條亮條紋間的距離Δx用測量頭測出．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成．測量Δx的步驟如下①使分劃板的中心刻線與某一條亮條紋的中心對齊(如下圖)，記下此時手輪上的讀數(shù)a1.②轉(zhuǎn)動測量頭．使分劃板中心刻線與第n條亮條紋的中心對齊，再次記下手輪上的讀數(shù)a2.③相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(|a2－a1|,n－1).4.實驗步驟1)將光源、透鏡、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如下圖所示．2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光．3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏．4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距5～10cm，這時可觀察白光的干涉條紋．5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．6)測量雙縫到屏的距離l和相鄰兩條亮條紋間的距離Δx.7)分別改變?yōu)V光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應(yīng)的波長．5.注意事項1)雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，不要隨便拆解遮光筒、測量頭等元件．2)濾光片、單縫、雙縫、目鏡等如有灰塵，應(yīng)用擦鏡紙輕輕擦去．3)安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且豎直，間距大約5～10cm.4)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在像屏上的光很弱主要是由于燈絲與單縫、雙縫、遮光筒不共軸線所致；干涉條紋不清晰的主要原因一般是單縫與雙縫不平行．5)測量頭在使用時應(yīng)使中心刻線對應(yīng)著亮(暗)條紋的中心．6)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行靠近．14．某同學(xué)自己動手利用如圖所示器材觀察光的干涉現(xiàn)象，當(dāng)他用一束陽光照射到單縫屏上時，光屏上并沒有出現(xiàn)干涉條紋。他移走雙縫屏后，光屏上出現(xiàn)一窄亮斑。分析實驗失敗的原因，最大的可能性是（）A．單縫S太窄B．單縫S太寬C．S到S1到S2的距離不等D．陽光不能作為光源【答案】B【解析】AB．由題意可知，當(dāng)他用一束陽光照射到單縫屏上時，光屏上并沒有出現(xiàn)干涉條紋，他移走雙縫屏后，光屏上出現(xiàn)一窄亮斑，說明縫的寬度太大，否則會出現(xiàn)衍射條紋，若單縫S太窄，他移走雙縫屏后，光屏上出現(xiàn)衍射條紋，而不是一窄亮斑，故A錯誤，B正確；C．若S到S1和S2距離不等，仍出現(xiàn)干涉條紋，不過中央亮條紋不在屏與虛線的交點上，故C錯誤；D．若太陽光作光源，仍會出現(xiàn)衍射條紋，如今在光屏上出現(xiàn)一窄亮斑，說明能否作為光源無關(guān)，故D錯誤。故選B。15．（2022·江蘇·海安縣實驗中學(xué)高二階段練習(xí)）有位同學(xué)做雙縫干涉實驗時，通過測量頭觀察到如圖所示清晰的干涉圖樣，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是（）A．單縫和雙縫沒有調(diào)平行B．光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏沒有調(diào)共軸C．光源過于右偏，應(yīng)調(diào)節(jié)光源，使它適當(dāng)左移D．測量頭過于右偏，應(yīng)調(diào)節(jié)測量頭上的手輪，使它適當(dāng)左移【答案】D【解析】圖中干涉圖樣可知，干涉條紋清晰，亮度正常，干涉條紋偏左，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是測量頭過于右偏，應(yīng)調(diào)節(jié)測量頭上的手輪，使它適當(dāng)左移。故選D。16．（2022·重慶·四川外國語大學(xué)附屬外國語學(xué)校高三）某實驗小組用雙縫干涉測量光的波長，實驗裝置如圖甲所示。（1）將實驗儀器按要求安裝在光具座上，在題圖甲中A、B處分別應(yīng)該安裝的器材和濾光片的位置依次是___________。A．A處為雙縫、B處為單縫，濾光片在光源和凸透鏡之間B．A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在A和B之間C．A處為雙縫，B處為單縫、濾光片在遮光筒內(nèi)D．A處為單縫、B處為雙縫、濾光片在凸透鏡和A之間（2）己知雙縫間距離d=0.20mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離為l=75.0cm，如圖乙所示，實驗時先轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線對準(zhǔn)圖丙所示的第1條明條紋中心，此時游標(biāo)卡尺示數(shù)如題圖丁所示，讀數(shù)為x1=___________mm，然后再轉(zhuǎn)動手輪，使與游標(biāo)卡尺相連的分劃線向右邊移動，直到對準(zhǔn)第5條明條紋中心，如圖丙所示，此時游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖戊所示，則游標(biāo)卡尺上的讀數(shù)x2【答案】

D

0.3

9.6

6.2×10-7【解析】（1）[1]從左向右的實驗裝置是光源、凸透鏡、濾光片、單縫、雙縫、雙屏。故選D。（2）[2]由圖丁可知，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為x[3]由圖戊可知，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為x[4]相連條紋的間距為Δ根據(jù)λ=【點睛】根據(jù)實驗原理分析判斷實驗裝置順序，根據(jù)條紋間距公式推導(dǎo)波長并計算。17．（2022·浙江大學(xué)附屬中學(xué)模擬預(yù)測）如圖甲是某同學(xué)在實驗室用黃光做“雙縫干涉測量光的波長”實驗的器材，觀察到如圖乙所示的干涉條紋，圖中灰色部分表示暗條紋，于是他使分劃板中心刻線與暗條紋中心對齊，移動測量頭進(jìn)行測量，下列說法中正確的是（）A．該同學(xué)測條紋間距時必須將分劃板中心刻度線與亮條紋中心對齊B．在實驗過程中拿掉雙縫，將觀察不到明暗相間的條紋C．該干涉條紋雖然傾斜，但測得的波長值仍正確D．若需得到豎直的條紋與分劃板刻度線平行只需逆時針轉(zhuǎn)動測量頭即可【答案】C【解析】A．該同學(xué)測條紋間距時必須將分劃板中心刻度線與亮條紋中心重合，A錯誤；B．在實驗過程中拿掉雙縫，將觀察到明暗相間的衍射條紋，B錯誤；C．該干涉條紋雖然傾斜，但測得的波長值仍正確，C正確；D．若需得到豎直的條紋與分劃板刻度線平行只需順時針轉(zhuǎn)動測量頭即可，D錯誤。故選C。18．（2023·全國·高三專題練習(xí)）利用雙縫干涉測定光的波長的實驗中，雙縫間距d＝0.4mm，雙縫到光屏間的距離l＝0.5m，實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖所示，分劃板在圖中A、B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所給出，則①分劃板在圖中A位置時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為xA＝11.1mm，在B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為xB＝________mm，相鄰兩條紋間距Δx＝________mm。②該單色光的波長λ＝________nm。（2）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不平行，如圖所示。則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________實際值（填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】

15.6

0.75

600

大于【解析】（1）①[1]該游標(biāo)卡尺的最小分度為0.1mm，則在B位置時游標(biāo)卡尺讀數(shù)為15mm＋0.1mm×6＝15.6mm[2]由圖可知，A處為第1條暗條紋，B處為第7條暗條紋，相鄰兩條紋間距Δ②[3]由Δx=l代入數(shù)據(jù)得該單色光的波長λ=600（2）[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，則測得的Δx偏大，由公式λ=19．（2022·北京·楊鎮(zhèn)第一中學(xué)模擬預(yù)測）在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，請按照題目要求回答下列問題。（1）圖甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是______。（2）將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長。元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為C、______。（填寫元件代號）（3）組裝儀器時，單縫和雙縫的空間關(guān)系應(yīng)該為______。A．a(chǎn)代表單縫，b代表雙縫

B．a(chǎn)代表雙縫，b代表單縫C．二者相互垂直放置

D．二者相互平行放置（4）將紅色濾光片改為綠色濾光片，其他實驗條件不變，在目鏡中仍可看見清晰的條紋，則______。A．條紋為豎條紋

B．條紋為橫條紋C．與紅光相比條紋間距變窄

D．與紅光相比條紋間距變寬（5）若只將濾光片去掉，下列說法正確的是______。A．屏上出現(xiàn)彩色衍射條紋，中央是紫色亮紋B．屏上出現(xiàn)彩色衍射條紋，中央是白色亮紋C．屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，中央是紅色亮紋

D．屏上出現(xiàn)彩色干涉條紋，中央是白色亮紋【答案】

甲

E、D、B、A

AD##DA

AC##CA

D【解析】（1）[1]雙縫干涉的圖樣是等間距的、明暗相間的條紋，故干涉圖樣是甲。（2）[2]白色光源后面依次是濾光片、單縫、雙縫、光屏，光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為C、E、D、B、A。（3）[3]光先通過單縫再通過雙縫，二者相互平行放置。故AD正確，BC錯誤。故選AD。（4）[4]將紅色濾光片改為綠色濾光片，其他實驗條件不變，將會出現(xiàn)綠色干涉條紋，條紋方向與紅色條紋方向相同，仍為豎直方向，只是由于綠光的波長比紅光的波長短，由Δx=故選AC。（5）[5]若只將濾光片去掉，各種顏色的光都會通過雙縫，將會出現(xiàn)彩色的干涉條紋，中間為為各種顏色的光的亮條紋，疊加后為白色。故D正確，ABC錯誤。故選D。20．（2022·北京市十一學(xué)校三模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。物理小組用如圖甲所示的實驗裝置測光的波長。（1）實驗儀器。如圖乙所示，將測量頭的分劃板中心刻線與A亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)x1=2.331mm，然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與B亮紋中心對齊，記下此時圖丙中手輪上的示數(shù)x6=___________mm；（2）實驗原理。已知雙縫間距d=0.3mm，雙縫到屏的距離l=1.2m，由計算式λ=____________，可得所測光的波長為__________m；（計算式用題中出現(xiàn)的字母表示，波長保留兩位有效數(shù)字）（3）誤差分析。在其他操作都正確的前提下，下列操作中一定會使測量結(jié)果偏小的是_______。A．?dāng)?shù)到第7條明條紋時誤記為第6條B．測量相鄰兩條亮條紋的間距作為ΔxC．測量單縫到屏的距離作為lD．測間距時使分