• 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

在用插针法测定玻璃的折射率的实验中,某同学操作步骤如下:

①用图钉将记录光路的白纸固定在平板上;

②手拿玻璃砖的毛面或棱,将其轻放在白纸上;

③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′;

④在aa′上选择一点O,作为不同入射角的入射光线的共同入射点,画出入射角θ1分别为0°、30°、45°的入射光线;

⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线,观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上,取下玻璃砖、大头针,连接各针孔,发现所画折射光线中有两条相交,量出各个折射角θ2

⑥按公式分别计算,取三个值的算术平均值.

(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________;

(2)应改正为_________________________________________________________

________________________________________________________________________

______________________________________________________________________.

正确答案

见解析

(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.

(2)③中应先画出一条直线,把玻璃砖的一边与其重合,再使直尺与玻璃砖的界面对齐,移开玻璃砖后再画边界线;④中入射角要取0°以外的三组数据;⑤中大头针要竖直插牢,观察时看针脚是否在同一条直线上.

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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,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1),并选用缝间距d=0.2mm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=700mm.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2(a)所示,图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图2(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示,此时图3(b)中游标尺上的读数x2=______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=______;这种色光的波长λ=______nm.

正确答案

①游标卡尺的主尺读数为15mm,游标读数为0.02×1=0.02mm,所以最终读数为15.02mm.

②两个相邻明纹(或暗纹)间的距离△x===2.31×10-3m=2.31mm.

  根据△x=λ,知λ==m=6.60×10-7m=6.60×102nm.

故本题答案为:①15.02.②2.31mm,6.60×102

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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)此玻璃的折射率计算式为n=________(用图中的θ1、θ2表示);

(2)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)  (或)   (2) 大

试题分析:(1)由图得到,光线在玻璃砖上表面上入射角为1,折射角为根据折射定律得

(2)在宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择时,玻璃砖宽度较大时,引起的角度误差较小.

点评:本实验用“插针法”测定玻璃的折射率的原理是折射定律,入射角和折射角都是光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.

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填空题

I.某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时,游标卡尺的示数如图(3)所示;第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时,游标卡尺的示数如图(4)所示.已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为lm,则图(3)中游标卡尺的示数为______mm,图(4)游标卡尺的示数为______mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是______,所测光波的波长为______m(保留两位有效数字).

Ⅱ.如图(5)为分别用红光和紫光进行双缝干涉实验的装置及条纹示意图,a为中央亮条纹,b为次级亮条纹.则乙图是用______光实验产生的条纹.

正确答案

Ⅰ、图(3)中主尺读数为11mm,游标读数为0.1×4=0.4mm,所以最终读数为11.4mm.图(4)中主尺读数为16mm,游标读数为0.1×7=0.7mm,所以最终读数为16.7mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的误差.

      根据△x=λ,知λ===6.6×10-7m.

Ⅱ、甲乙两图双缝到光屏的距离相同,条纹间距相同,双缝间距不同,根据△x=λ,因为紫光的波长比红光短,知乙图为紫光实验产生的条纹.

故本题答案为:Ⅰ、11.4,16.7,减小测量误差,6.6×10-7.Ⅱ、紫.

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简答题

如图所示,在测定玻璃折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用“插针法”找出入射光线对应的出射光线。现有A、B、C、D四位同学分别作出如图的四组插针结果。

(1)从图上看,肯定把针插错了的同学是 ___   __。(2分)

(2)从图上看,测量结果准确度最高的同学是__  ___。(2分)

正确答案

(1)    A   (2分) (2)   D   (2分)

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填空题

(1)如图1所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,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.安装时要注意调节光学元件______.对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取______或______的方法;

(2)某次实验时,该同学调节分划板的位置,使分划板中心刻线对齐某亮纹的中心,如图2所示,此时螺旋测微器的读数为______mm.转动手轮,使分划线向一侧移动到另一条亮纹的中心位置,再次从螺旋测微器上读数.若实验测得4条亮纹中心间的距离为△x=0.960mm,已知双缝间距为d=1.5mm,双缝到屏的距离为L=1.00m,则对应的光波波长λ为______m.

正确答案

(1)该实验是让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样,所以光具座上放置的光学元件依次为光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏.注意调节光学元件各中心位于遮光筒的轴线上.根据△x=λ知,增大双缝和遮光屏的间距或减小双缝间的间距,可以增加相邻亮纹(暗纹)间的距离.

(2)螺旋测微器的固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×27.0mm=0.270mm,所以最终读数为2.270mm.

根据△x=λ得,λ==m=4.8×10-7m.

故答案为:(1)滤光片、单缝、双缝、各中心位于遮光筒的轴线上、增大双缝和遮光屏的间距、减小双缝间的间距.

(2)2.270,4.8×10-7

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简答题

在实验“测定玻璃的折射率”中,得到了如图所示的初步结果图,虚线是玻璃砖的位置,P1、P2、P3和P4是四枚大头针的位置.

(1)为了提高测量的准确度,实验中下列做法合理的是        

(2)在已经得到的初步结果图的基础上,按实验要求将该图补充完整,并在图上标出计算玻璃的折射率n需要的物理量.折射率n的计算式是n=                

                                                                            .(请用补充完整后的图中标出的物理量表达,并说明式中各物理量的物理意义).

正确答案

(1)AD (2)如图,二条线各1分。

i是入射角(1分) r是折射角(1分)

试题分析:(1)插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些,以减小确定光路方向时出现的误差,A正确;B错误;实验时入射角不能太小(接近零度),否则会使测量误差加大;也不能太大(接近90°),否则会不易观察到P1、P2的像。C错误;选择玻璃砖时,玻璃砖的宽度应适当大些以减小确定光路方向时出现的误差,D正确;故选AD

(2)如图所示,根据几何知识可得 i是入射角, r是折射角

点评:光线以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线对应的出射光线的,从而求出折射光线'和折射角,再根据求解

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简答题

双缝干涉的实验装置如图11所示,其中,滤光片的作用是 ________________

________ ,单缝的作用是 ______________________ ,双缝的作用是______________

___________ ;实验中需调整光源、 单缝、双缝、屏、遮光筒达到 ___________ 。

正确答案

使入射光变成单色光 ,使入射光变成线光源 ,形成相干光源 ,共轴

使入射光变成单色光 ,使入射光变成线光源 ,形成相干光源 ,共轴

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题型:填空题
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填空题

用双缝干涉测光的波长.实验装置如图甲所示,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(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)测第一条时固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为0.01×19.0=0.190mm,所以最终读数为2.190mm.

         测第二条时固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为0.01×36.8=0.368mm,所以最终读数为7.868mm.

(2)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ,知λ==.代入数据得:λ=676nm.

故本题答案为:(1)2.190,7.868 (2),676.

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题型:简答题
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简答题

现有白光光源A、毛玻璃屏B、双缝C、透红光的滤光片D和单缝E等光学元件,要把它们放在如图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。

(1)将白光光源A放在光具座最左端,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A________________。

(2)若测得双缝间距为3.0mm,双缝与屏之间的距离为0.65m,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察到第1条亮条纹的位置如图(a)所示,观察到第5条亮条纹的位置如图(b)所示。则相邻两个亮条纹间距,则可求出红光的波长λ=________(保留两位有效数字)。

正确答案

(1)DECB(2)

试题分析:(1) 为获取单色线光源,白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝.光屏,所以顺序为ADECB

(2)a的读数为,b的读数为,则相邻两个亮条纹间距为:,根据公式可得:

点评:解决本题的关键掌握条纹的间距公式,以及会对螺旋测微器正确读数.

下一知识点 : 光的颜色:色散
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