第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)（1）測(cè)定玻璃的折射率
實(shí)驗(yàn)（2）用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)
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1.(2014上海單科,17)用極微弱的可見(jiàn)光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),隨著時(shí)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(dòng)性
C.用紫外光觀察不到類似的圖像
D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波
【答案】 ABD
2.(2014北京理綜,14)如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn),用綠光照射單縫S時(shí),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(zhǎng)即將綠光換為紅光.
【答案】 C
3.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)儀按要求安裝在光具座上(如圖甲),并選用縫間距d=?0.20 mm?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 mm.然后,接通電源使光源正常工作.
乙
丙
(1)以線狀白熾燈為光源,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了調(diào)節(jié)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,總結(jié)出以下幾點(diǎn),你認(rèn)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(guān)
D.干涉條紋間距與光的波長(zhǎng)有關(guān)
(2)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乙(a)所示,圖(a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號(hào),此時(shí)圖乙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù)? .16 mm?;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖丙(a)所示,此時(shí)圖丙(b)中游標(biāo)尺上的讀數(shù) ? ?.
(3)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 x= mm;這種色光的波長(zhǎng) nm.
(4)如果測(cè)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(cè)量干涉條紋的間距 x時(shí),測(cè)量值實(shí)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(zhǎng)有關(guān),所以A、C、D選項(xiàng)正確.
(2)主尺由零刻度線對(duì)齊處為1.5 cm=?15 mm?,副尺第一格與主尺對(duì)齊為0.02 mm,故為15.02 mm.
.02 mm-1.16 mm=?13.86 mm?,共有6間隔,故 mm=?2.31 mm?.
由公式 得 . nm.
(4)測(cè)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(shí)可知測(cè)量頭的讀數(shù)大于條紋間的實(shí)際距離.
【答案】 (1)ACD (2)15.02 mm (3)2.31 6. (4)大于
4.一塊玻璃磚有兩個(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(guò)此表面).現(xiàn)要測(cè)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(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 、 位置如圖).用 、 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 、 ?.(試在題圖中標(biāo)出 、 的位置)
(2)然后,移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過(guò)作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角 與折射角 .簡(jiǎn)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(dāng)?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(guò) 、 作直線與bb′交于O;
②過(guò) 、 作直線與bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中點(diǎn)M;
④過(guò)O點(diǎn)作bb′的垂線CD,過(guò)M點(diǎn)作bb′的垂線與aa′相交于N,如圖所示,連接ON;
⑤ .
.
【答案】 (1)見(jiàn)解析
(2)見(jiàn)解析
5.(1)某同學(xué)做”測(cè)定玻璃折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí),已得到一塊平行玻璃磚和圖中的實(shí)驗(yàn)光路圖,因未及時(shí)處理數(shù)據(jù),過(guò)一段時(shí)間拿出原圖一看,不知被誰(shuí)在MN一側(cè)多畫了幾條”光線”,請(qǐng)指出a、b、c、d中 線才是他實(shí)驗(yàn)中得到的光線.
(2)在該實(shí)驗(yàn)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(yīng)垂直地插在紙面上
C.每邊的兩個(gè)大頭針的距離要近些,以便于觀察
D.入射角適當(dāng)大些
【答案】 (1)a (2)C
6.如圖所示,畫有直角坐標(biāo)系xOy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)原點(diǎn),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(fù)方向的夾角,只要直線OA畫得合適,且 的位置取得正確,測(cè)出角 和 便可求得玻璃的折射率.
某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí),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(wú)法透過(guò)玻璃磚看到 、 的像.
(1)他應(yīng)采取的措施是 .
(2)若他已透過(guò)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(cè)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(yīng)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(yīng)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(guò)玻璃磚能看見(jiàn) 、 的像
(2)插上 后 剛好能擋住 、 的像


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