2012届高考一轮复习课件：13.5实验：测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长.ppt

第5讲 实验 测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长 图13 5 10 1 玻璃砖对光线的作用如图13 5 1所示 所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱 当光线从上表面入射 从下表面射出时 其特点是 1 射出光线和入射光线平行 2 各种色光在第一次入射后就发生色散 3 射出光线的侧移和折射率 入射角 玻璃砖的厚度有关 2 利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验原理如图13 5 2所示 要确定通过玻璃的折射光线 可通过插针法找出入射光线AO对应的出射光线O B 这样就能求出折射光线OO 和折射角r 再根据折射定律n 则可计算出玻璃的折射率 图13 5 2 3 利用双缝干涉测量光的波长实验原理如图13 5 3所示 灯丝发出的光 经过滤光片后变成单色光 这时单缝S相当于一单色光源 S1 S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源 通过S1 S2后的单色光在屏上相遇并叠加 形成干涉条纹 图13 5 3 1 测定玻璃的折射率问题 利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验有哪些注意事项 解析 在纸上画aa 和bb 时要尽量准确地与玻璃砖的两个折射面重合 玻璃砖要轻拿轻放 手只能接触玻璃砖的毛面或棱 不能触摸光洁的光学面 严禁将玻璃砖当直尺画aa 和bb 实验时入射角i应在15 75 范围内取值 若入射角i过小 折射角r更小 则角度测量的相对误差增大 若入射角i过大 由P1 P2射入玻璃砖的光能量减少 且色散严重 透过玻璃砖观察到的P1 P2的虚像暗淡 模糊并且变粗 不利于准确插入P3 P4 所插大头针应与纸面垂直 P1与P2 P3与P4间的距离要适当大些 这样可以减小确定光路时出现的误差 实验中玻璃砖宽度所定的界面线aa 和bb 一旦画好后 切勿使玻璃砖移动 以免玻璃砖的真实界面与所画界面出现偏差 使实验结果出现偏差 作图时要用细铅笔 力求精确 例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面 其中一个表面是镀银的 光线不能通过此表面 现要测定此玻璃的折射率 给定的器材还有 白纸 铅笔 大头针4枚 P1 P2 P3 P4 带有刻度的直角三角板 量角器 实验时 先将玻璃砖放到白纸上 使上述两个相互平行的表面与纸面垂直 在纸上画出直线aa 和bb aa 表示镀银的玻璃表面 bb 表示另一表面 然后 在白纸上竖直插上两枚大头针P1 P2 位置如图13 5 4所示 用P1 P2的连线表示入射光线 1 为了测量折射率 应如何正确使用大头针P3 P4 试在图中标出P3 P4的位置 2 然后 移去玻璃砖与大头针 试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角 1与折射角 2 简要写出作图步骤 3 写出 1 2表示的折射率公式 图13 5 4 解析 1 在bb 一侧观察P1 P2 经bb 折射 aa 反射 再经bb 折射后 的像 在适当的位置上插上P3 使得P3与P1 P2的像在一条直线上 即让P3挡住P1 P2的像 再插上P4 让它挡住P3和P2 或P1 的像 P3 P4的位置如下图所示 2 如图所示 作图步骤如下 过P1 P2作直线与bb 交于O点 过P3 P4作直线与bb 交于O 点 利用刻度尺找到OO 的中点M 过O点作bb 的垂线CD 过M点作bb 的垂线与aa 相交于N 如图所示 连接ON P1OD 1 CON 2 点评 利用插针法测量玻璃的折射率都是通过插针描点找入射角和折射角进行的 所以出现问题主要原因是对此过程认识不足 2 用双缝干涉测光的波长问题 利用双缝干涉实验测光的波长实验有哪些注意事项 解答 安装时 要调节光源 滤光片 单缝 双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上 并使单缝 双缝平行且竖直 双缝干涉仪是比较精密的实验仪器 实验时轻拿轻放 不要随便拆分遮光筒 测量头等元件 若滤光片 单缝 双缝 目镜等粘有灰尘 要用擦镜纸轻轻擦拭 光源使用线状长丝灯泡 调节时使灯丝与单缝平行且靠近 例1 在 用双缝干涉测光的波长 实验中 光具座上放置的光学元件如图13 5 5所示 则 图13 5 5 1 以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 A 将红色滤光片改为绿色滤光片B 增大双缝之间的距离C 减小 和 之间的距离D 增大 和 之间的距离 2 转动测量头的手轮 使分划板中心刻线对准第1条亮纹中心 对应的读数如图13 5 6甲所示为x1 mm 继续转动手轮 使分划板中心刻线对准第5条亮纹中心 对应的读数如图乙所示为x2 mm 图13 5 6 1 单选 测定玻璃砖折射率时 下列能减小实验误差的做法是 玻璃砖的宽度宜大些 入射角应适当大些 大头针P1 P2及P3 P4间的距离应适当大些 大头针P1 P2间的距离适当大些 P3 P4间的距离适当小些A B C D A 2 多选 在杨氏双缝干涉实验中 如果 A 用白光作为光源 屏上将呈现黑白相间的条纹B 用红光作为光源 屏上将呈现红黑相间的条纹C 用红光照射一条狭缝 用紫光照射另一条狭缝 屏上将呈现彩色条纹D 用紫光作为光源 遮住其中一条狭缝 屏上将呈现间距不等的条纹 解析 用白光做杨氏双缝干涉实验 屏上将呈现彩色条纹 A错 用红光作光源 屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹 即黑条纹 相间 B对 红光和紫光频率不同 不能产生干涉条纹 C错 紫光作光源 遮住一条狭缝 屏上出现单缝衍射条纹 即间距不等的条纹 D对 答案 BD 3 多选 某同学按实验装置安装好仪器后 观察光的干涉现象 获得成功 若他在此基础上对仪器的安装做如下改动 仍能使实验成功的是 A 将遮光筒内的光屏 向靠近双缝的方向移动少许 其他不动B 将滤光片移至单缝和双缝之间 其他不动C 将单缝向双缝移动少许 其他不动D 将单缝与双缝的位置互换 其他不动 4 单选 在用两面平行的玻璃砖 测定玻璃的折射率 的实验中 其光路图如图13 5 7 对此实验中的一些具体问题 下列的各种说法