- 实验:测定玻璃的折射率
- 共208题
(6分)现在用“测定玻璃的折射率”实验中的仪器来测定光在玻璃中的传播速度。实验中可提供的器材有:矩形玻璃砖、四枚大头针、木板、白纸、复写纸、图钉、刻度尺、游标卡尺、圆规。请完成以下填空和作图:
(1)从上述器材中选出实验所需的器材: 。
(2)作出相应的光路图。
(3)若已知真空中的光速为c,测得玻璃的折射率为n,则光在玻璃中的传播速率=_______。
正确答案
(1)矩形玻璃砖、四枚大头针;木板、白纸、图钉;刻度尺、圆规 2分
(2)
2分
(3) 2分
(1)矩形玻璃砖、四枚大头针;木板、白纸、图钉;刻度尺、圆规 2分
(2)
2分
(3) 2分
本题考查利用穿过平行玻璃砖的光路图计算折射率,P3挡住P1P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,由v=c/n可求出传播速度
如图所示,某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC,在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像被P2的像挡住,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,记下P3、P4和三棱镜的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面交于D,量出该直线与AB面的夹角为45°,则:
(1)请做出光路图;(2)透光物质的折射率n = 。
正确答案
(1)按照要求作出光路图如下:
(2)
试题分析:(1)光线垂直AC入射,方向不偏折,打到BC面时与BC面夹角30°,反射到AB面,与AB面夹角45°出射,如图所示:
(2)结合光路图,有几何关系可知,光线在AB面折射时,有。
(10分)在”用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,并选用缝间距d="0.20" mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L="700" mm。然后,接通电源使光源正常工作。
(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图甲(a)所示,图甲(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图甲(b)中游标尺上的读数x1="__________" mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示,此时图乙(b)中游标尺上的读数 mm。
(2) 利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x= mm;这种色光的波长
nm.。
(3) 如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如右图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距x时,测量值_______实际值.(填”大于”“小于”或”等于”)
正确答案
(1) x1=1.16nm;x2=15.02nm (2)Δx=2.31mm 660 nm. (3) 大于
试题分析:(1)游标卡尺的读数分两部分,一部分是从游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分
甲图为1mm乙图为15mm,另一部分是从游标尺上找出与主尺对齐的刻度线乘以精确度甲图为乙图为
,最终读数为甲图
,
。
(2)甲乙间距就是两个读数之差即,而在甲乙之间有6个条纹间距,所以两个相邻明纹(或暗纹)间的距离
,根据双缝干涉的条纹间距
,即得
(3)条纹间距是垂直条纹方向的距离,如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,那么所测量的就不是垂直方向的距离,结果偏大。
在"用双缝干涉测量单色光的波长”实验中,某同学准备的实验仪器包括以下元件:
E.遮光筒;F.红色滤光片;
G.凸透镜(其中双缝和光屏连在遮光筒上)
(1) 把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是:A EC
(2) 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时10等分的游标卡尺位置如图甲所示,其读数为 mm,继续转动测量头,使分划板中心刻线与第7条亮纹中心对齐,此时游标卡尺位置如图乙所示,其读数为 mm。
(3) 若已知双缝间距为0.2mm,测得双缝到屏的距离为70.00cm,则所测红光波长为 。
正确答案
(1)GFBD;(2)19.8、30.3;(3)5×10-7 m
试题分析:(1)该实验中各元件的作用分别是:A.白炽灯——光源;B.单缝——产生相干光;C.毛玻璃屏——呈现能观察的像;D.双缝——作为产生干涉现象的两个波源;E.遮光筒——避免外界光线干扰,便于观察;F.红色滤光片——将白炽灯的其他色光过滤掉,只剩下红光;G.凸透镜——将光源的发散光束汇聚,产生放大的效果。所以正确的排列顺序是AGFBDEC。
(2)甲图中游标尺上第8条线与主尺刻度对齐,读数为;乙图中游标尺上第3条线与主尺刻度对齐,读数为
。
(3)在双缝干涉现象中,条纹间距,由(2)可知,条纹间距为
,所以
在测定玻璃的折射率实验中,由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够,部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验,实验步骤如下:
a.如图所示,先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面,并在直线上标出点O;
b.标出P3、P4位置;
c.将三棱镜放在白纸上,使短边跟ab对齐,长边跟a′b′对齐;
d.在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像完全被P2挡柱;
e.在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3;
f.在O点作一垂直ab的线段AO,在AO上垂直地插两枚大头针P1、P2;
g.移去三棱镜和大头针,连接P3P4,交a′b′于O′,过O′点作与a′b′垂直的直线MN;
h.作光路图,计算折射率n.
(1)正确的实验步骤顺序为
(2)根据题图中所给数据求出该玻璃的折射率n=_______ _
正确答案
(1)a、f、c、d、e、b、g、h (2分) (2)
(1)略(2)
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