- 光的折射:折射率
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在测量某种单色光的波长的实验中,测得屏上第1条亮纹到第6条亮纹之间的距离为7.5mm,已知双缝间的距离为0.5mm,双缝到屏幕的距离为1m,则此红光波长为__________m.
正确答案
7.5×10-7m
相邻两条亮纹间距为7.5mm/5=1.5mm,由7.5×10-7m
现有双缝A、白光光源B、单缝C、只能透过红光的滤光片D等光学元件,要把它们放在光具座上组装成双缝干涉实验装置,用以测量红光的波长.
(1)将白光光源B放在光具座的最左端,依次放置其它光学元件,由左向右的排列顺序应为B、_______________、遮光筒(带有屏和测量头).(填仪器前的字母)
(2)某同学用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,记录手轮上的示数x1,然后他转动测量头,使分划板中心刻度线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数是x2,由此可以计算相邻亮条纹之间的距离是________。
(3)以下操作能够增大屏上条纹之间距离的是_______
A.增大单缝和双缝之间的距离 B.增大双缝到屏之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片 D.增大双缝之间的距离
正确答案
(1)DCA (2) (3)B
试题分析:(1)将白光光源B放在光具座的最左端,依次放置其它光学元件,由左向右的排列顺序应为白光光源B、只能透过红光的滤光片D、单缝C 、双缝A、遮光筒(带有屏和测量头).(2)相邻亮条纹之间的距离是(3)根据
,要想增大屏上条纹之间距离可以增大双缝到屏之间的距离l; 减少双缝之间的距离;将红色滤光片改为绿色滤光片,减小了光的波长,则干涉条纹间距变小。选项B正确。
(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,装置如图甲所示,其中①为光源,②为滤光片,③为________(选填“单缝”或“双缝”),它的作用是________.
(2)已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图乙所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第8条亮纹的中心,这时手轮上的示数如图丙所示,则图乙示数为________mm,条纹间距为________mm.
(3)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离________
正确答案
(1) 单缝 获得线光源 (2)0.642 1.890 (3) B
试题分析:(1)根据实验装置的要求,3的位置应该是单缝,其目的是为了获得线状光源。
(2)根据游标卡尺的速度,图乙的读数为0.642mm,则
(3)根据可知通过增大双缝和光屏之间的距离可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
点评:本题考查了通过光的双缝干涉实验来验证。本题的实验现象尤其是照片最好能在理解基础上记忆,有较多的题目需要利用此结论。
如图甲所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有
A. 插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像
B. 插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像
C. 插上大头针P4,使P4仅挡住P3
D. 插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)过P3、P4作直线交bb′于O′,过O′作垂直于bb′的直线NN′,连接OO′。测量图甲中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n= 。
(3)如图乙所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确,则折射率的测量值 准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
乙
(4)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,玻璃折射率n=,对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是( )
A. 为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
B. 如果在界面aa′光的入射角大于临界角,光将不会进入玻璃砖
C. 不论光以什么角度从aa′射入,经一次折射后达到界面bb′都能射出
D. 当光在界面aa′的入射角i=arctan时,反射光线跟折射光线恰好垂直
正确答案
(1) BD (2) (3)小于 (4)ACD
(1)略(2)由折射率为空气中的角度,所以折射率n=
,(3)画出光路图
虚线箭头为实验的折射角,可见实验的折射角比实际的折射角偏大,所以折射率偏小(4)略
在用双缝干涉测光的波长的实验中,所用实验装置如图甲所示,调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某条亮条纹(并将其记为第一条)的中心,如图乙所示,此时手轮上的读数为________mm;转动手轮,使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置,读出手轮上的读数,并由两次读数算出第一条亮条纹到第四条亮条纹之间的距离a=9.900mm,又知双缝间距d=0.200mm,双缝到屏的距离l=1.000m,则对应的光波的波长为________m.如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长,则图中除了光源以外,其他不必要的器材元件有________.
正确答案
1.180 , 6.6X10-7 ,单缝,滤光片
主尺读数为1mm,可动刻度为18.0×0.01mm,读数为1mm+18.0×0.01mm=1.180mm,相邻两条亮条纹间距为,由公式
6.60×10-7m
如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图.
⑴图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是______、______和______.(选填单缝、双缝、滤光片)(每空1分)
⑵以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离:[ ] (2分)
⑶在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如下左图所示.然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如下右图所示.这两次示数依次为_______mm和______mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_______nm.(结果保留3位有效数字)(每空3分)
正确答案
(1)滤光片 , 单缝 , 双缝 (3分) (2) B (2分)
(3)0.641 ,10.293 ,536 (534~538都对 (结果保留3位有效数字)(每空3分)
略
双缝干涉实验中,要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽,可采取以下办法:(1)________;(2)________;(3)________.为测量红光的波长,现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm,已知双缝间的距离为0.5 mm,双缝到屏幕的距离为1 m,则此红光波长为________.
正确答案
(1)使用波长λ较长的单色光;
(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒;
(3)减小双缝之间距离 7.5×10-7 m
在双缝干涉实验中,根据公式Δx=λ可知,要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽,可以采取的办法是:
(1)使用波长λ较长的单色光;
(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒;
(3)减小双缝之间距离.根据测量值,计算相邻条纹间的距离:Δx==
mm=1.5 mm,再代入公式λ=
,λ=
=
m=7.5×10-7 m.
在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图所示):
①下列说法哪一个是错误的________.(填选项前的字母)
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx=
②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图所示,其示数为__________mm.
正确答案
①A ②1.970
①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播,故A错误.因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离,故B正确.微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差,故C正确.答案为A.
②手轮上固定刻度读数为1.5 mm,可动刻度读数为47.0×0.01 mm,故测量结果为1.5 mm+47.0×0.01 mm=1.970 mm.
用双缝干涉测光的波长。实验装置如图8(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离L1=100mm,双缝与屏的距离L2=700mm,双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图8(乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图8(丙)所示,则对准第1条时读数x1=_______mm、对准第4条时读数x2=_______mm
(2)写出计算波长λ的表达式,λ=_________(用符号表示),λ=_____nm
正确答案
(1)2.190mm,7.868mm。(2),676nm。
(1)螺旋测微器读数特别注意半mm刻度线是否漏出。图(丙)中两个读数分别为2.190mm,7.868mm。(2)第一条与第四条之间有三个条纹间距的宽度,相邻条纹间的距离,由公式
,可得
=6.76
m=676nm。
欲测一块半圆形玻璃砖折射率,实验装置如图所示,的主要步骤如下:
(1)实验是用 现象进行的。
(2)计算公式:n= 。
正确答案
①实验是用 全反射 现象进行的;②计算公式:n=" 1/" sin41°
本题考查的是对全反射问题的应用,根据实验步骤可知利用全反射现象可测出玻璃砖的折射率;
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