【名师面对面】2016高考物理大一轮复习 第6讲 实验二 测定玻璃的折射率课件(选修3-4)

1、选修选修34 选考部分选考部分第第6讲实验讲实验(二二)：测定玻璃的折射率：测定玻璃的折射率实验实验(三三)：用双缝干涉测光的波长：用双缝干涉测光的波长(3)插针：在射线插针：在射线AO上插上两枚大头针上插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃，透过玻璃砖观察大头针砖观察大头针P1、P2的像调整视线方向，直到的像调整视线方向，直到P2挡住挡住P1的的像再在观察的这一侧即光线的出射面像再在观察的这一侧即光线的出射面bb一侧插两枚大头针一侧插两枚大头针P3、P4，使，使P3挡住挡住P1、P2的像，的像，P4挡住挡住P3及及P1、P2的像，记下的像，记下P3、P4的位置的位置(4)连线：移去玻璃砖和大头针

2、，连接连线：移去玻璃砖和大头针，连接P3、P4并延长交并延长交bb于于O，射线，射线OB就代表了沿就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向；连接传播方向；连接OO，线段，线段OO就代表了沿就代表了沿AO方向入射的光线方向入射的光线在玻璃砖中的传播方向，入射角在玻璃砖中的传播方向，入射角1AON，折射角，折射角2OON.用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值它们的正弦值4注意事项注意事项(1)玻璃砖应选用宽度较大的，以减小测量误差玻璃砖应选用宽度较大的，以减小测量误差(2)实验时，应将大头针竖

3、直插在纸上，且实验时，应将大头针竖直插在纸上，且P1和和P2之间、之间、P3和和P4之间、之间、P2和和O之间、之间、P3和和O之间距离要稍大一些之间距离要稍大一些(3)入射角入射角1不宜太大不宜太大(接近接近90)，也不宜太小，也不宜太小(接近接近0)入射角太大，反射光较强，折射光较弱；入射角太小，入射角太大，反射光较强，折射光较弱；入射角太小，入射角、折射角测量的相对误差较大入射角、折射角测量的相对误差较大(4)操作时，手不能触摸玻璃砖的光学面，更不能把玻璃砖操作时，手不能触摸玻璃砖的光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线界面当尺子画界线(5)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变实验

4、过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变5实验误差分析实验误差分析(1)确定入射光线、出射光线时的误差故入射侧、出射侧确定入射光线、出射光线时的误差故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点所插两枚大头针间距离宜大点(2)测量入射角与折射角时的误差测量入射角与折射角时的误差【跟踪训练】【跟踪训练】1(单选单选)一束细光束由真空沿着直径方向射入一块半圆柱一束细光束由真空沿着直径方向射入一块半圆柱形透明体在测定玻璃的折射率实验中测出了多组入射角形透明体在测定玻璃的折射率实验中测出了多组入射角1与折与折射角射角2，并作出了，并作出了sin 1sin 2图象如图图象如图1262.则下列说法则下列说法正确

5、的是正确的是()A实验时，光线是由空气射入实验时，光线是由空气射入玻璃玻璃B玻璃的折射率为玻璃的折射率为0.67C玻璃的折射率为玻璃的折射率为1.8D玻璃临界角的正弦值为玻璃临界角的正弦值为0.67【答案】【答案】D3实验器材实验器材双缝干涉仪双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头遮光筒、毛玻璃屏、测量头)、刻度尺、刻度尺4实验步骤实验步骤(1)安装双缝干涉仪安装双缝干涉仪先将光源、遮光筒依次放于光具座上，如图先将光源、遮光筒依次放于光具座上，如图1263所所示，调整光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把示，调整

6、光源的高度，使它发出的一束光沿着遮光筒的轴线把屏照亮屏照亮a光源、单缝、双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上光源、单缝、双缝三者的中心位于遮光筒的轴线上b双缝与单缝平行双缝与单缝平行c调整分划板位置使分划板中心刻线位于光屏中央调整分划板位置使分划板中心刻线位于光屏中央(2)观察双缝干涉图样观察双缝干涉图样调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在调节单缝的位置，使单缝和双缝间距离保持在5 cm10 cm，接通电源，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，在，接通电源，这时通过测量头上的目镜观察干涉条纹，在屏上就会看到白光的双缝干涉图样屏上就会看到白光的双缝干涉图样将红色将红色(或绿色或绿色)滤光片放在单

7、缝前面，通过目镜可看到滤光片放在单缝前面，通过目镜可看到单色光的双缝干涉图样单色光的双缝干涉图样改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变改变滤光片的颜色和双缝的距离，观察干涉条纹的变化化5误差分析误差分析(1)测量多条亮条纹间距离时读数不准确或没有使分划板中测量多条亮条纹间距离时读数不准确或没有使分划板中心刻线与亮条纹中央对齐；心刻线与亮条纹中央对齐；(2)用刻度尺测量双缝到光屏间距离用刻度尺测量双缝到光屏间距离l时产生误差时产生误差【跟踪训练】【跟踪训练】2(单选单选)(2014年江苏卷年江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图验，在屏上观察

8、到如图1265甲所示的条纹，仅改变一个实甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如验条件后，观察到的条纹如1265乙图所示他改变的实验乙图所示他改变的实验条件可能是条件可能是()图图1265A减小光源到单缝的距离减小光源到单缝的距离B减小双缝之间的距离减小双缝之间的距离C减小双缝到光屏之间的距离减小双缝到光屏之间的距离D换用频率更高的单色光源换用频率更高的单色光源【答案】【答案】B测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率 (1)在图在图1267中画出完整的光路图；中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率射率n

9、_(保留保留3位有效数字位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图枚大头针，如图1268所所示图中示图中P1和和P2是同一入射光线上的是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射枚大头针，其对应出射光线上的光线上的2枚大头针是枚大头针是P3和和_(填填“A”或或“B”)图图1268 (2012年江苏卷年江苏卷)“测定玻璃的折测定玻璃的折射率射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在，在另一侧再竖直插两个大头针

10、另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针在插入第四个大头针D时，时，要使它要使它_如图如图12611是在白纸上留下的实验痕是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留计算结果保留2位有效数字位有效数字)图图12611【答案】【答案】挡住挡住C及及A、B的像的像1.8(1.61.9)用双缝干涉测光的波长时的注意点：用双缝干涉测光的波长时的注意点：(1)要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上；

11、条轴线上；(2)放置单缝和双缝时，缝要相互平行；放置单缝和双缝时，缝要相互平行；(3)测量头分划板中心刻线要与条纹的中心对齐；测量头分划板中心刻线要与条纹的中心对齐；用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长 (2015年杭州模拟年杭州模拟)现有毛玻璃现有毛玻璃屏屏A、双缝、双缝B、白光光源、白光光源C、单缝、单缝D和透红光的滤光片和透红光的滤光片E等光学等光学元件，要把它们放在如图元件，要把它们放在如图12612所示的光具座上组装成双所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长缝干涉装置，用以测量红光的波长图图12612(1)将白光光源将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元放

12、在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、_、_、A.(2)本实验的步骤有：本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头用测量头(其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的测量数条亮纹间的距离距离在操作步骤在操作步骤时还应注意时还应注意_(4)已知双缝间距已知双缝间距d为为2.0104m，测得双缝到屏的距离，测得双缝到屏的距离l为为0.700