- 光的折射
- 共2353题
(多选题)如图为双缝干涉的实验示意图,若要使干涉条纹间距变大,则可采取的措施为()
正确答案
如图7是单色光的双缝干涉的示意图,其中S为单缝、 S1、S2为双缝,且三条缝互相平行,缝S到S1、S2的距离相等,下列说法中正确的是:
正确答案
如图所示,在用插针法测上下表面平行的玻璃砖折射率的实验中,已确定好入射方向AO,插了两枚大头针P1和P2, 1、2、3分别是三条直线,关于以后操作的说法中,你认为正确的是_____。(填字母代号)
正确答案
小明同学在实验室里用插针法测平行玻璃砖折射率的实验中,已确定好入射方向AO,插了两枚大头针P1和P2,如图所示(①②③是三条直线)。在以后的操作说法中你认为正确的一项是()
正确答案
某同学由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交O、O′连线延长线于C点,过A点作法线NN′的垂线AB交于B点,过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D,如图所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率为______.
正确答案
图中P1P2作为入射光线,OO′是折射光线,设光线在玻璃砖上表面的入射角为i,折射角为r,
则由几何知识得到:sini=,sinr=
,
又AO=OC,则折射率n==
=
=1.50.
故答案为:1.50.
某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,使P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示.
(1)在图上画出所需的光路.
(2)为了测量出玻璃砖的折射率,需要测量的物理量有________(要求在图上标出).
(3)测出的折射率n=________.
正确答案
(1)见解析 (2)入射角i和折射角r (3)
(1)连接P1、P2并与玻璃砖相交,得到入射光线,再连接P3、P4并与玻璃砖相交,得到射出玻璃砖的光线,连接这两个交点得到光线在玻璃砖内的折射光线,如图所示.
(2)作出经过入射点的切线和法线,标出入射角i和折射角r,如图所示,实验需要测出这两个角.(3)根据折射定律,n=.
如图所示,一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像,则该玻璃砖的折射率n=________.有一同学把大头针插在P1′和P2′位置时,在P3、P4一侧怎么也看不到大头针的像,其原因是________________________.
正确答案
光线发生全反射
试题分析:根据光路可逆知识,入射角为60°,折射角为30°,所以,由于错误的插入了大头针的位置,所以发生光的全反射现象,所以看不到大头针。
点评:本题考查了通过玻璃砖测折射率的方法,并考察了对全反射知识的理解。
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图所示.计算折射率时,用________(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小,请你利用身边的文具估算出该玻璃砖的折射率为________(结果保留两位有效数字).
正确答案
e 1.5~1.7均可
试题分析:因是平行玻璃砖,故出射光线应与入射光线平行,如图所示,所以用e点时,得到的值误差较小;可用直尺测量边长计算入射角及折射角的正弦,可求折射率约为1.6
在“测定玻璃砖的折射率”的实验中,有两位同学各设计了一个记录表格,而且都已完成了计算.根据他们设计的表格所反映的信息,判断他们做的是否正确.
甲同学设计的表格是:
乙同学设计的表格是:
(1)上述两位同学做的正确的是________(选填“甲”或“乙”).
(2)根据你的选择,请利用恰当的图像求出玻璃的折射率.
正确答案
(1)甲 (2)1.40
(1)为减小测量误差,应采用多次测量求平均值的办法,但求平均值不是求入射角和折射角的平均值,而应是测出每一次的入射角、折射角,计算出每一次测量的折射率,然后再求平均值,因此甲同学的表格设计是合理的.
(2)以sin θ2为横坐标,以sin θ1为纵坐标,建立sin θ2-sin θ1坐标系,利用表中的数据做出图像,如图所示,由图像斜率的物理意义可得:n=k=.在图像上取两个距离较远的点,如(0.357,0.500)和(0.616,0.866)代入上式,可解得:n=1.40.
如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图4-2-7乙所示.计算折射率时,用________(填“d”或“e”)点得到的值较小,用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小.
正确答案
光学 d e
(1)实验用的光学玻璃砖的光学面不能用手接触,以防止损坏其光学面.如图所示,
连接cd、ce并延长分别交玻璃砖于O1、O2点,并连接OO1、OO2,入射角i相同,折射角∠O′OO2<∠O′OO1,由n=得,折射角越大的,求得的折射率越小,即d点得到n值较小.由图可得,ce与ab近似平行,故用e点得到的误差小.
在“用双缝干涉测光的波长”实验中:
(1)如图所示光具座上放置的光学元件依次为:①光源、 ⑤遮光筒、⑥光屏(填选项前字母符号)
(2)如果把光屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离 (填“增大”、“减小”);
(3)调节分划板的位置,使分划板中心刻度线对齐其中某条亮条纹(并将其记为第一条)的中心,如右图所示,此时螺旋测微器的读数为 mm;
(4)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,其它不必要的器材元件还有 (填元件名称)。
正确答案
(1)D (2分) (2)增大(2分) (3)1.182(2分) (4)滤光片和单缝(2分)
试题分析:(1)该实验中各元件的作用分别是:滤光片——将白炽灯的其他色光过滤掉,只剩下某一单色光;单缝——产生相干光;双缝——作为产生干涉现象的两个波源,所以正确的排列顺序是②滤光片、③单缝、④双缝,选D;
(2)根据条纹中学间距的公式可知,增大l,△x也变大;
(3)螺旋测微器的读数为;
(4)氦氖激光器发出的激光是单色相干光,如果用氦氖激光器做光源,则不必使用滤光片和单缝。
在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,当分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲所示),游标卡尺的示数如图乙所示;接着转动手轮,当分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(如图丙所示),游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m。
①图乙中游标卡尺的示数为 mm;
②图丁中游标卡尺的示数为 mm;
③实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 ,
所测光的波长为 m 。(第③问保留两位有效数字)
正确答案
①11.4;②16.7;③减小偶然误差,6.6×10-7
试题分析:①图乙中游标卡尺读数为L1=11mm+4×0.1mm=11.4mm;
②图丁中游标卡尺读数为L2=16mm+7×0.1mm=16.7mm;
③实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是求其平均值,以减小测量的偶然误差(或提高测量的精确度);根据公式,得
在用双缝干涉测光的波长的实验中
(1)备有下列仪器:A.白炽灯 B.双窄缝片 C.单窄缝片 D.滤光片 E.白色光屏
把以上仪器装在光具座上时,正确的排列顺序应该是: (填写字母代号).
(2)已知双缝到光屏之间的距离是L=500mm,双缝之间的距离是d=0.50mm,单缝到双缝之间的距离是S=,某同学在用测量头测量时,调整手轮在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的示数如右图所示。示数依次为X1="__" __ ___
、X2= ___ ___
;并算出亮纹间隔数记为N ,则该光的波长表达式为λ= (用题中给定的符号表示),并算出测量值λ=
(结果保留两位有效数值)
(3)实验中发现条纹太密,难以测量,可以采用的改善办法是 (不定项)
A.改用波长较长的光(如红光)作为入射光 B.增大双缝到屏的距离
C.增大双缝到单缝的距离 D.增大双缝间距
正确答案
(1)A D C B E (2分,有错就不给分) (2)11.1 (2分);15.6(2分)
d(x2–x1)/NL(2分); 6.4×10-7 (2分) (3)A B (3分,少选、错选均给0分)
略
用双缝干涉测光的波长。实验装置如下图(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)根据以上数据计算波长_____nm.
正确答案
(1) 2.192(3分) 7.867 (3分)
(2)676(670-680范围内都给3分)
略
在利用插针法测定矩形玻璃砖折射率的实验中,某同学由于没有量角器,在完成了光路图以后,以入射点O为圆心,10.0cm为半径画圆,分别交入射光线于A点,交入射点O与出射点O/连线的延长线于C点,过A点、C点作法线NN/的垂线AB、CD,分别交NN/于B点、D点,如图14所示。
(1)用刻度尺量得AB=8.0cm,CD=5.0cm,由此可得出玻璃的折射率n = 。
(2)如果实验中有几块宽度大小不同的矩形平行玻璃砖可供选择,为了减少误差,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(3)如果实验中该同学在纸上画出的界面aa/、bb/与玻璃砖位置的关系如图15所示,则该甲同学测得的折射率与真实值相比 _(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
正确答案
(1)1.6 (2)大 (3)偏小
略
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