实验17　测量玻璃的折射率 实验18　用双缝干涉测量光的波长

实验17测量玻璃的折射率实验18用双缝干涉测量光的波长目录CONTENTS实验基础·必备实验技能·创新课时跟踪训练实验基础·必备一、测量玻璃的折射率装置原理插针

操作要领（1）用图钉把白纸固定在木板上。（2）在白纸上画一条直线aa'，并取aa'上的一点O为入射点，作过O点的法线MM'。（3）画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针。（4）在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa'对齐，并画出另一条长边的对齐线bb'。（5）眼睛在bb'的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，

使

被

挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，

使P3挡住

，再插上P4，使P4挡住

⁠。（6）移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O'B及出射点O'，连接O、O'得线段OO'。（7）用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin

θ1和sin

θ2P1的像

P2的像

P1、P2的像

P3和P1、P2的

像

数据处理注意事项（1）实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3

和P4之间、P2与O之间、P3与O'之间距离要稍大一些。（2）入射角θ1不宜太大（接近90°），也不宜太小（接近0°）。（3）操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面

当尺子画界线。（4）实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。（5）玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5

cm以上，若宽度太小，则测

量误差较大二、用双缝干涉测量光的波长装

置原

理

如图所示，相邻两条亮（暗）条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝

S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式

，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ

操

作要

领（1）安装仪器

①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。②接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。调节各部件的高度，使

光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。③安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝

⁠。平

行

操

作要

领（2）观察与记录①调节单缝与双缝间距为5～10

cm时，观察白光的干涉条纹。②在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。③调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手

轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度

线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数an数据处理误差分析（1）双缝到屏的距离l的测量存在误差。（2）测量条纹间距Δx带来的误差：①干涉条纹没有调整到最清晰的程度。②误认为Δx为亮（暗）条纹的宽度。③分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻度线没有恰好位于条纹中心。④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清

实验技能·创新一、教材原型实验

（2024·安徽高考11题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。（1）为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是

。（填正确答案标号）B

A.

用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a'B.

在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头

针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一

侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把

P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2

⁠C.

实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差解析：

在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸

上，使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长

边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线a'代表玻璃砖的另

一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a'，故

A错误；在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两

个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛

这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把

P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确；实

验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大（接近90°），以减小实验误

差，故C错误。（2）为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光

从同一点入射到空气与玻璃的分界面。保持相同的入射角，根据实验结果

作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示。此实验初步表明：对于同

一种介质，折射率与光的频率有关。频率大，折射率

（选填“大”

或“小”）。大

（3）为探究折射率与介质材料的关系，用同一束激光分别入射玻璃砖和

某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角α1，测得折射角分别为

α2、α3（α2＜α3），则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃

n介质

（选填“＞”或“＜”）。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率

与介质材料有关。

＞

（2025·海南高考15题）测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下：Ⅰ.在白纸上画一条直线，半圆形玻璃砖放白纸上，玻璃砖直径与直线重

合，描出直径两端点A和B，取走玻璃砖，用刻度尺求圆心O点，过O点作

AB垂线CO，放回玻璃砖，将光屏垂直AB贴近玻璃砖A点放置。Ⅱ.沿玻璃砖由C向B缓慢移动激光笔，使得入射光线平行纸面且始终沿着半

径方向射向圆心O，从玻璃砖射出的激光在AB下方的光屏上恰好消失，记

下激光入射点D，取走玻璃砖，过D点作CO的垂线DE。（1）步骤Ⅱ中，当激光从D点入射到O点在AB面下方光屏上恰好消失时是

光的

⁠。A.

色散现象B.

衍射现象C.

全反射现象解析：

当激光从D点入射到O点在AB面下方光屏上恰好消失时，此时

光线在AB面发生全反射，故是光的全反射现象。故选C。C

（2）用刻度尺测得OB＝4.00

cm、DE＝2.50

cm，则玻璃砖的折射率n

＝

⁠。

1.6

（2026·湖北武汉阶段练习）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验

中，将双缝干涉仪按要求安装在光具座上（如图所示）。从仪器注明的规

格可知：双缝屏的缝间距为d，像屏与双缝屏间的距离为L。然后，接通电

源使光源正常工作。（1）在实际操作中，经常会通过测量n个间距取平均值的方法来减小测量

误差。已知实验所用的测量头使用50分度的游标卡尺。某同学在成功观察

到干涉图像后，开始进行数据记录，总共测量了7个相邻亮条纹间距的距

离，初位置游标卡尺的读数为6.34

mm，末位置游标卡尺的示数如图所

示，其读数为

mm。解析：

读数为10

mm＋26×0.02

mm＝10.52

mm。10.52

（2）已知该装置中双缝间距d＝0.50

mm，双缝到光屏的距离L＝0.50

m，

由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为

⁠

m（保留一位有效数字）。

（3）若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验

时，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的

折射率为

。（已知空气的折射率为n0）6×10－7

2n0

（4）在写实验报告时，实验要求学生将目镜中所观察到的现象描绘出

来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初、末两个视场区，

你觉得

（选填“甲”或“乙”）同学的图像存在造假现象。解析：

实验中移动目镜时，分划板中心刻度线不应移动，则甲同学

的图像存在造假现象。甲

二、创新拓展实验创新角度1：实验器材、目的的创新

利用激光测糖水的折射率与浓度的关系见〔典例4〕创新角度1：实验器材、目的的创新

利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率见〔典例5〕创新角度2：数据处理的创新利用n-η图像计算糖水浓度每增加10％，折射率的增加值Δn见〔典例4〕创新角度2：数据处理的创新

（2025·福建高考12题）（1）为测糖水的折射率与浓度的关系，设

计如下实验：某次射入激光，测得数据如图甲所示，则糖水的折射率

为

⁠。

（2）改变糖水浓度，记录数据如表：n1.321.341.351.381.42η（％）10％20％30％40％50％将30％的数据在图乙中描点后并连线，糖水浓度每增加10％，折射率的增

加值为

（保留两位有效数字）。0.023

答案：见解析图

（2024·湖北高考11题）某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射

率，具体步骤如下：①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB'，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA'，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图a所示。②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。④分别过M、P作BB'的垂线MM'、PP'，M'、P'是垂足，并用米尺分别测量MM'、PP'的长度x和y。⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y-x图像，如图b所示。（1）关于该实验，下列说法正确的是

（单选，填标号）。A.

入射角越小，误差越小B.

激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差C.

选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显（2）根据y-x图像，可得玻璃砖的折射率为

（保留三位有效数字）。（3）若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的

测量结果

（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。三步稳解题（1）分析实验目的：利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率。

答案：（1）B

解析：（1）在本实验中，为了减小测量误差，入射角应适当大些，因为

入射角越大，折射角也越大，则入射角和折射角的测量误差都会减小，从

而使折射率的测量误差减小，A错误；与插针法相比，激光的平行度好，

能更准确地确定入射光线和折射光线，从而更有利于减小实验误差，B正

确，选择圆心O点作为入射点，是因为便于计算，并不是因为此处的折射

现象最明显，C错误。（2）1.58（1.56～1.60均可）

（3）不变

（3）由（2）问分析可知折射率的表达式中没有半圆弧轮廓线半径R，所以轮廓线半径的测量误差对实验结果没有影响，即折射率的测量结果不变。

（2026·山东烟台期中）1834年，爱尔兰物理学家洛埃，利用平面镜

成功得到了杨氏干涉的结果。洛埃镜实验的基本装置如图甲所示，S为单

色光源，M为平面镜，S光源直接发出的光和经过平面镜M反射的光形成一

对相干光。光源S到光屏的垂直距离L和到平面镜的垂直距离a可分别由图

丙和图丁读出，光的波长为λ，在光屏上形成如图乙所示干涉条纹。黄光的

波长范围为570～600

nm。（1）图丁游标卡尺的读数为

cm。解析：

游标卡尺的最小分度值为0.05

mm，读数为0

mm＋5×0.05

mm＝0.25

mm＝0.025

cm。.025

（2）已知光屏上第一条亮条纹到第七条亮条纹之间间距为6.6

mm，则该

单色光的波长λ＝

nm（结果保留三位有效数字），该单色光

为

光（选填“红”“黄”或“蓝”）。

734

红

（3）某同学做实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ。若沿AO向左略微

平移平面镜，干涉条纹间距将

（选填“变大”“变小”或者“不

变”）。解析：

画出光路图有沿OA向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出双缝的间距即S与像的间距减小，则干涉条纹间距变大。变大

课时跟踪训练1.

（2025·北京高考15题节选）用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置

如图1所示。1234567（1）双缝应该放置在图1中

处（选填“A”或“B”）。解析：

双缝应置于单缝后边，因此A为单缝，B为双缝；B

（2）分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读

数为

mm。解析：

螺旋测微器读数为3

mm＋18.5×0.01

mm＝3.185

mm。3.185（3.183～3.187均可）

12345672.

（2023·海南高考14题）用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处，回答下列问题：（1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图；答案：

见解析图解析：根据题意画出光路图如图所示。1234567（2）已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n

＝

（用l1、l2、l3表示）；

1234567

1234567（3）若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，则S1、S2间的距离会

（选

填“变大”“变小”或“不变”）。变小解析：若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，画出光路图如图所示。可以看出S1、S2间的距离变小。12345673.

（2026·辽宁沈阳模拟）某实验小组按图1所示在光具座上摆放各实

验装置，利用双缝干涉测定光的波长。双缝间距为d＝0.300

mm，双

缝到光屏的距离为L＝1.20

m，实验时，接通电源，小灯泡作为光源正

常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。已知测量头

游标尺为50分度。1234567（1）某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，先得到图2（a），此时图

2（b）中游标卡尺的读数x1＝

mm；接着再转动手轮，又得到如

图3（a），此时图3（b）中游标尺上的读数x2＝

mm；可得两个

相邻条纹间距Δx＝

mm。1.16

15.02

2.31

1234567（2）利用上述测量结果，经计算这种色光的波长λ＝

nm。（结果

保留3位有效数字）578

1234567（3）若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片，在旋转偏振片一周的过程

中，在目镜中将看到（

C

）A.

因无法干涉，视野中不再有条纹B.

随着偏振片转动，视野中仍有条纹但亮度忽明忽暗C.

随着偏振片转动，视野中仍有条纹且亮度不变化D.

仅当偏振片转动至其透振方向与单、双缝平行时才有清晰条纹，而转

至其他角度时条纹几乎无法看到C1234567解析：若在凸透镜和滤光片之间加一个偏振片，到达双缝的光是从同一偏

振片分解出来的，它们满足相干条件，所以视野中仍有条纹，故A错误；

在旋转偏振片一周的过程中，在视野中仍有条纹且亮度不变化，只是亮度

比没有加偏振片时要暗，故B、D错误，C正确。12345674.

（2026·山东模拟预测）某同学用三角尺、毫米刻度尺和激光笔测矩形

玻璃砖的折射率，实验过程如下：①如图甲所示，在水平放置的白纸上画出一条直线MN，让玻璃砖的上边

界与MN重合；②让激光从玻璃砖下边界某位置射入玻璃砖，记录此时激光在下边界入射

位置O和出射光线与MN的交点P；③保持激光笔不动，移走玻璃砖，记录激光与MN的交点Q；④过O点作MN的垂线，垂足为O'。1234567请回答下面问题：（1）用刻度尺测出O'O长度a，如图乙所示，则a＝

cm；解析：

根据毫米刻度尺的读数规则，要估读到分度值的下一位，图

乙中刻度尺的分度值是1

mm，所以a＝3.50

cm。3.50

1234567（2）再用刻度尺测出O'P长度b、O'Q长度c，该玻璃砖的折射率可以表示

为n＝

（用a、b、c表示）；

1234567（3）完成①后，不小心将玻璃砖向下平移了一小段距离，测得的折射

率

（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

偏小

12345675.

（2026·湖北宜昌5月模拟）洛埃在1834年用如图所示的装置成功观察到

了光干涉现象。从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到屏上，

另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单

缝S通过平面镜成的像是S'。（1）通过洛埃镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉

实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，

⁠

相当于另一个“缝”；S经平面镜成的

像S'

1234567解析：

根据题图可知，如果S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S'相当于另一个“缝”。点关键：因S与S'间的距离2h≪D，S与S'相当于双缝干涉装置中的两缝。1234567（2）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，在入射角

接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即半波损失。如果

把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是

（选填“亮条纹”

或“暗条纹”）；暗条纹

解析：根据题意可知，把光屏移动到和平面镜接触，入射角接近

90°，光线经过平面镜反射后将会有半波损失，因此接触点P处是暗条纹。（避易错：注意反射光与入射光相比，相位有π的变化→S与S'相当于两个反相相干光源。）1234567（3）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15

mm，单缝到光屏的距

离D＝1.2

m，观测到第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78

mm，则该单色光的波长λ＝

m（结果保留3位有效数字）。

6.33×10－7

12345676.

（2025·山东枣庄三模）有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球

形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。步骤如下：①用游标卡尺测出该球形摆件的直径如图乙所示；1234567②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到

光束进出球体不发生偏折；③用另一同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整