- 光的折射
- 共2353题
(8分)在“利用双缝干涉测定光波波长”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,其中亮纹的位置利用测量头上的分划板确定,如图所示。其中表示第1条亮纹位置(如图甲)的测量头读数为 mm,表示第n条亮纹位置(如图乙)的测量头读数为 mm。
(3)若在(2)中测得的两读数之差的绝对值用△X表示,已知双缝间的距离为d,双缝到光屏的距离为L,则该单色光的波长可表示为λ= 。
正确答案
(1)ADCBE(2)(3)
试题分析:(1)仪器的顺序应为白炽灯,滤光片(获得单色光),单窄缝片(获得两束相干光),双窄缝片(单色光进行干涉)毛玻璃光屏
(2)甲的读数为
乙的读数为
(3)n条亮纹有n-1个间隔,所以根据公式可得
点评:理解了该实验的原理即可顺利解决此题,故在学习过程中要深入理解各个物理现象产生的机理是什么
某同学在做“双缝干涉测定光的波长“实验时,第一次分划板中心刻线对齐第2条亮纹的中心时(如图1中的A),游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻线对齐第6条亮纹时(如图2中的B),游标卡尺的示数如图4所示。已知双缝间距d=0.5 mm,双缝到屏的距离L="1" m。则:
(1)图3中的游标卡尺的示数为 cm;
(2)图4中的游标卡尺的示数为 cm;
(3)所测光波的波长为 m。(保留两位有效数字)
正确答案
(1)1.250 (2分)(2)1.775 (2分) (3)6.6×10-7 (2分)
略
如图所示:一半圆形玻璃砖外面插上Pl、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住Pl、P2所成的像,则该玻璃砖的折射率__________。有一同学把大头针插在
、
位置时,在MN的下方向上观察,看不到大头针的像,其原因是__________________。
正确答案
,全反射
此题涉及光学实验测定玻璃的直射率。由光路图可知,光线由空气进入玻璃时,入射角为60°,折射角为30°,则。观察玻璃中大头针位于
、
位置时由光路可逆,是入射角为90°,折射角为60°,即发生了全反射,则看不到看不到大头针的像。本题考查了折射和全反射,难度一般。
用波长为660nm的红光做双缝干涉实验,相邻两亮条纹间距为4.8nm,
①如果实验装置不变,改用波长为440nm的紫光,相邻两亮条纹间距为多少?
②如果相邻两亮条纹间距是4nm,则实验所用单色光波长为多少?
正确答案
①3.2nm②550nm
由Δx=Lλ/d,∵L、d不变;
∴ ① Δx2=λ2Δx1/λ1=3.2nm; …… 4分
② λ3=Δx3λ1/Δx1=550nm。 …… 4分
用双缝干涉测光的波长实验中,所用实验装置如图16(甲)所示.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1条)的中心,此时螺旋测微器的读数为y1="2.320" mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图16(乙)中手轮上的示数y2=______ _mm,则由=_______(用字y1、y2表示)可算出相邻两明条纹间距
.若双缝间距d=0.200mm,双缝到屏的距离L=0.700m,则据对应的光波的波长为 m.
正确答案
, 13.870(13.868~13.872)mm,6.60×10-7m (或6.6×10-7m)
略
甲、乙两同学分别用不同的方法测定一半圆柱形玻璃砖的折射率.
(1)甲同学先在白纸上作一互相垂直的直线MN和QO交点为O,再以O为圆心画一与玻璃砖相同的半圆,将玻璃砖平放在白纸上,使其与所画的半圆重合,在玻璃砖外的PO上插两枚大头针P1和P2,在另一侧先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃砖观察时,大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上,移去玻璃砖和大头针后,在白纸上得到图甲所示的图.
① 在图中画出沿P1、P2连线方向的入射光线通过玻璃砖以及射出玻璃砖后的传播方向;标出入射角θ1和折射角θ2;
②写出计算玻璃折射率的表达式________________.
(2)乙同学则是在QO上插上两根大头针P1和P2,然后缓慢让玻璃砖绕O点顺时针转动,并且在直径AB这一侧不断观察,当玻璃砖转动到一定的位置时突然发现在这一侧任何位置都看不到P1和P2的像.记下这时玻璃砖的位置如图乙所示.然后移去玻璃砖,问:
①需要测出的物理量及符号 ;
②计算折射率的表达式_____________ ____.
正确答案
(1)① 把光线涂黑作出箭头,标出入射角θ1和折射角θ2 ②
(2)① AB转动的角度θ ②
略
某同学《测定玻璃折射率》的实验。
(1)如果没有量角器和三角函数表,其中一位同学设计了如右图所示的方法:在AO及′上截取EO=OD。过E及D分别做NN′的垂线,得垂足F、C,用米尺量出线段EF和CD的长,则可得到玻璃的折射率,其公式为 。
(2)另一位同学在画直线aa′和bb′时与长方形玻璃夸的界面不完全重合,如图示,他所测得玻璃折射率的测量值将 (填“大于”或“小于”“等于”)真实值。
正确答案
(1) (2)小于
略
用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
正确答案
BD
在双缝干涉实验中,相邻两条亮纹(或暗纹)之间的距离∆x=,d是双缝的距离,
是双缝到屏的垂直距离,
为光的波长.由上述公式可判断B、D是对的.牢记∆x=
是分析和判断的依据.
如图7所示,半球形玻璃砖的平面部分水平,底部中点有一小电珠。利用游标卡尺(或直尺)测量出有关数据后,可计算玻璃的折射率。试完成以下实验步骤:
(1)若S发光,则在玻璃砖平面上方看到平面中有一圆形亮斑。用游标卡尺测出_______________和______________(写出对应字母和其表示的意义)。
(2)写出玻璃折射率的表达式__________(用上述测量的物理量字母表示)。
正确答案
(1)圆形亮斑的直径d1(或半径r1);半圆形玻璃砖的直径d2(或半径r2),(2)或
(1)圆形亮斑的直径d1(或半径r1);半圆形玻璃砖的直径d2(或半径r2)
(2)由几何关系,tanC =或tanC =
由全反射知识,sinC =,解得n =
或n =
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(如图甲所示),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(乙(a)所示,图(乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,乙图a十字叉丝的竖线位于1、2之间,此时图(乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图(丙(a)所示,此时图(丙(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Δx= ________mm,这种色光的波长λ=________nm。
正确答案
(1)15.02 (2)2.31 6.6×102
试题分析:(1)据图可以读出:主尺读数15mm,游标尺读数为:,总读数为:15.02mm;(2)据图可得:
,即据
可以求出这种色光的波长为:
。
某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时,第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时(如图甲中的A),20分度游标卡尺的示数如图乙所示,第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时(如图丙中的B),20分度游标卡尺的示数如图丁所示。已知双缝间距d=0.5 mm,双缝到屏的距离l=1 m,则:
图
(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)所测光波的波长为________m(计算结果保留两位有效数字)。
正确答案
(1)12.50(3分) (2)17.75(3分) (3)6.6×10-7(4分)
(1)由游标卡尺读得:12+10×=12.50mm;
(2)由游标卡尺读得:17+15×=17.75mm;
(3)两条纹间距为,根据公式
,
得。
某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图(a)所示,激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮点,图(b)中的黑点代表亮点的中心位置.
(1)这个实验现象叫____________ __.
(2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍,如果双缝的缝间距离为a,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为b,则激光的波长λ=.
该同学测得L=1.0000 m、缝间距a=0.220 mm,用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时,尺与点的中心位置如图(b)所示.
图(b)图中第1到第4个光点的距离是____________ mm,实验中激光的波长λ=________ m.(保留两位有效数字)
(3)如果实验时将蓝激光换成黄激光,屏上相邻两光点间的距离将________.(选填“变大”,“变小”或“不变”)
正确答案
(1)光的干涉 (2) 8.5 6.2×10-7 (3)变大
(1) 这个实验现象叫光的干涉(2)游标卡尺为10分度的,最小刻度表示0.1mm,主尺读数为8mm,游标尺为5×0.1mm,游标尺读数为8mm+5×0.1mm=8.5mm,由公式可计算波长为6.2×10-7 (3) 将蓝激光换成黄激光,波长变大,间隔变大
右图所示为用插针法测定玻璃的折射率的纪录白纸,P1、P2、P3、P4是四颗大头针所在的位置,aa’、bb’是玻璃砖的两条边界:
(1)画出完整的光路图。
(2)为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是入射角α和折射角β,在图上标出它们。
(3)计算折射率的公式是n = ____________。
正确答案
略
试题分析:(1)
(2) (3)
点评:本题难度较小,掌握实验原理,折射定律不难回答本题
如图实-10-11所示,一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率,请填写下述实验步骤中的空白.
(1)用__________测出广口瓶瓶口内径d.
(2)在瓶内装满水.
(3)将刻度尺沿瓶口边缘__________插入水中.
(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的
0刻度(即图中A点),同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A
点的像相重合.
(5)若水面恰与直尺的C点相平,读出________和___________________________
的长度.
(6)由题中所给条件,可以计算水的折射率为n=___ ___________________.
正确答案
(1)刻度尺 (3)竖直 (5)AC AB
(6)
本题为测材料折射率的变式题,运用光的反射和折射所成虚像的重合,巧妙地求出材料的折射率.由光路图知:sinθ1= sinθ2=
.结论便不难得出.
如图所示,用很弱的红光做双缝实验,图a的曝光时间最短、图b、图c的曝光时间依次增加,图a中的亮点是光子落在胶片上留下的痕迹,长时间曝光后最终形成了图c中明暗相间的条纹。这一实验的整个过程说明了光具有 性。如果改用紫光而其他实验条件不变,最终形成的图c中条纹间距将会 (填“增大”,“减小”或“不变”)。
正确答案
波粒二象;减小
略
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