• 实验:用双逢干涉测量光的波长
  • 共638题
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题型:简答题
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简答题

(l)如图1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Pl、P2两枚大头针。

①该同学接下来要完成的必要步骤有       

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′。测得图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=           

③如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得稍宽。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”)。

正确答案

①BD  ②sinβ/sinα ③小于

①根据“测定玻璃的折射率”的实验步骤,在直线OA上竖直地插上Pl、P2两枚大头针,该同学接下来要完成的必要步骤有,插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像;插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像。②由折射定律,玻璃砖的折射率n= sinβ/sinα。③该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得稍宽,致使得到的折射角较大,折射率的测量值小于准确值。

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,

(1)光具座上放置的光学元件依次为:①光源、②______、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏.

(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,并测出光波波长.这时可以去掉的部件是______(填数字代号).

(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮纹,手轮的示数如图乙所示;继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮纹,手轮的示数如图丙所示,则条纹的间距是______mm(保留3位有效数字)

(4)如果已经测得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是1m,则待测光的波长是______m.(结果保留3位有效数字)

正确答案

(1)双缝干涉需要单色的线光源通过双缝在光屏上产生干涉条纹,所以光学器件依次是光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏.

(2)若用激光去作为光源,由于激光相干性比较好,不需要滤光片和单缝.

(3)图乙螺旋测微器的读数为2mm+0.01×19.0mm=2.190mm.图丙螺旋测微器读数为7.5mm+0.01×37.0mm=7.870mm.

所以条纹的间距:△x==mm=0.630mm

(4)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得,λ=•△x=×0.63×10-3m=1.89×10-7m.

故答案为:(1)滤光片、单缝、双缝(2)②③(3)0.630 (4)1.89×10-7

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题型:简答题
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简答题

在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,准备了下列仪器:

①把以上仪器安装在光具座上,自光源起合理的顺序是________(填字母)。

②在某次实验中,用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹,其中亮纹a、c的位置利用测量头上的分划板确定,如图所示。其中表示a纹位置(如图甲所示)的手轮读数为1.790mm,则表示c纹位置(如图乙所示)的手轮读数为_______mm。

③若双缝间的距离为0.18mm,双缝与屏的距离为500mm,则单色光的波长为______μm。

正确答案

①ADCBE或ACDBE ②4.940 ③0.563

试题分析:①把以上仪器安装在光具座上,自光源起合理的顺序是ADCBE或ACDBE;②4.5mm+44.0×0.01mm=4.940mm③根据,其中,所以

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题型:填空题
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填空题

在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第

6条亮纹中心对齐,记下此时如图乙中手轮上的示数为______

mm,求得相邻亮纹的间距△x为______mm.已知双缝间距d为2.0×10-4 m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算公式λ=______,求得所测光波长为______nm.

正确答案

图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×32.0mm=0.320mm,所以最终读数为2.320mm.

图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm,可动刻度读数为0.01×37.0mm=0.370mm,所以最终读数为13.870mm.

则△x=mm=2.310mm.根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得,λ=.代入数据得,λ=6.6×10-7m=6.6×102nm.

故本题答案为:13.870,2.310,,6.6×102

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简答题

学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测液体折射率的仪器.如图所示,在一个圆盘上过其圆心0作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察Pl、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住Pl、P2,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值.这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.则:(1)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大?答:           

(2) 做AO的延长线交圆周于K,K处所对应的刻好的折射率值应为              

正确答案

(1) ;(2)1

试题分析:(1)折射率,入射角i相等时,折射角r越大,折射率越大,则知P4处所对应的折射率值大.

(2)k处入射角等于折射角,故折射率为1

点评:本题是插针法测定折射率的实验,其原理是折射定律,关键确定入射角与折射角,

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题型:简答题
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简答题

某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行,正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示,

(1)下列操作应该在将玻璃砖放在白纸上之前完成的有______.

A.在白纸上画一条直线代表空气与玻璃的一个界面

B.在白纸上画两条直线代表空气与玻璃的两个界面

C.画一条线段代表入射光线

D.画一条线段代表折射光线

E.画一条线段代表光线透过玻璃砖后的传播路径

(2)此玻璃的折射率计算式为n=______(用图中的θ1、θ2 表示);

(3)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度______.(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.

正确答案

(1)因为入射光线是任意的,在放玻璃砖之前,应先画好空气和玻璃的一个界面以及入射光线.故AC正确.

   (2)入射角等于90°-θ1,折射角等于θ2,则玻璃的折射率n==

(3)宽度大些的玻璃砖,在作图进行计算时误差会小些.

故答案为:(1)AC(2)n=(3)大.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,当光线AO以一定入射角穿过一块两面平行的玻璃砖时,通过“插针法”找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,从而确定折射光线OO′。

(1)如图1,用量角器量出入射角和折射角,根据=__________可计算出玻璃的折射率;

(2)如图2,以O为圆心,用圆规作圆与OA、OO′分别交于P、Q点,过P、Q点分别作法线NN′的垂线,垂足分别为P′、Q′,用刻度尺测量出PP′和QQ′的长度,则玻璃的折射率=__________。

正确答案

  

试题分析:(1)由光的折射定律,则折射率。(2)由光的折射定律,则折射率

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题型:简答题
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简答题

用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样,双缝之间的距离是0.5mm,用的是红色滤色片,在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹。

(1)毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行?____________

(2)如果把单缝向双缝移近一些,相邻两亮条纹中心的距离____________.(填“增大”、“不变”或“减小”)

(3)经测量双缝与光屏间距离L=1.5m,某次实验用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图,分划板在图中A、B位置时测量头的读数如图所示,试读出分划板在B位置时测量头(图乙所示)的读数为        ,该单色光的波长为       m.

正确答案

(1)平行(2)不变      (3)13.870mm        0.55x10-7m

(1)平行(2)相邻两条亮纹间距与单缝与双缝间距无关(3)主尺读数为13.5mm,可动刻度为37.0×0.01mm,所以读数为13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm,由公式求得波长为0.55x10-7m

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题型:简答题
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简答题

利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率.实验方法如下:在白纸上作一直线MN,并作出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上,它的直径与直线MN重合,在垂线AB上插两个大头针P1和P2,如图所示,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针,可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路,从而求出玻璃的折射率.

(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,无论从何处观察,都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是                 ,他应采取的措施是                    

(2)为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插入         枚大头针.

(3)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置(用“x”表示),并作出光路图

正确答案

(1)原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出

措施是向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上的光线的入射角小于临界角

(2)    1     ; (3)

(1)原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出(2)为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插入1枚大头针(3)略

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题型:填空题
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填空题

用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.25mm,双缝到毛玻璃屏间距离L的大小由下图中毫米刻度尺读出(如戊图所示),实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如丙图所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如丁图所示),由以上测量数据可求该单色光的波长.

图示中双缝的位置L1=______mm,毛玻璃屏的位置L2=______mm,螺旋测微器的读数x1=______mm,螺旋测微器读数x7=______mm.请用以上测量量的符号表示该单色光波长的表达式λ=______.

正确答案

毫米刻度尺读数要估读到0.1mm,双缝的位置L1=100.0mm;

毛玻璃屏的位置L2=938.2mm;

螺旋测微器读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,故x1=0+30.0×0.01mm=0.300mm;

x7=14.5mm+20.0×0.01mm=14.700mm;

根据△x=•λ,故:x7-x1=6•λ,故λ=

故答案为:100.0,938.2,0.300,14.700mm,

下一知识点 : 光的颜色:色散
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