《湖南人教新课标高中总复习第1轮物理第12章第4讲实验测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南人教新课标高中总复习第1轮物理第12章第4讲实验测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长2（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第4讲,实验：测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长,图1241,1玻璃砖对光线的作用 如图1241所示，所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：(1)射出光线和入射光线平行；(2)各种色光在第一次入射后就发生色散；(3)射出光线的侧移和折射 率、入射角、玻璃砖的 厚度有关,2利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验原理 如图1242所示，要确定通过玻璃的折射光线，可通过插针法找出入射光线AO对应的出射光线OB，这样就能求出折射光线OO和折射角r. 再根据折射定律n ， 则可计算出玻璃的折射 率,图1242,3利用双缝干涉测量光的波长实验原理 如图1243所示，
2、灯丝发出的光，经过滤光片后变成单色光，这时单缝S相当于一单色光源，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，通过S1、S2后的单色光在屏上相遇并叠加形成干涉条纹,图1243,1利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验应有哪些注意事项？ 解答：在纸上画aa和bb时要尽量准确地与玻璃砖的两个折射面重合； 玻璃砖要轻拿轻放，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁将玻璃砖当直尺画aa和bb；,实验时入射角i应在1575范围内取值若入射角i过小，折射角r更小，则角度测量的相对误差增大；若入射角i过大，由P1、P2射入玻璃砖的光能量减少，且色散严重，透过玻璃砖观察到的P1、P2的虚像暗淡、
3、模糊并且变粗，不利于准确插入P3、P4； 所插大头针应与纸面垂直，P1与P2、P3与P4间的距离要适当大些，这样可以减小确定光路时出现的误差；,实验中玻璃砖宽度所定的界面线aa和bb一旦画好后，切勿使玻璃砖移动，以免玻璃砖的真实界面与所画界面出现偏差，使实验结果出现偏差； 作图时要用细铅笔，力求精确,2利用双缝干涉测量光的波长实验有哪些注意事项？ 解答：安装时，要调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且竖直 双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，实验时轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒，测量头等元件,若滤光片、单缝、双缝、目镜等粘有灰尘，要用擦镜纸轻轻擦拭 光源使用线
4、状长丝灯泡，调节时使灯丝与单缝平行且靠近,3利用双缝干涉测量光的波长实验有哪些常见故障，原因是什么？ 解答：有时会出现像屏上的光很弱的现象，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒不共轴线所致 有时干涉条纹不清晰这可能是单缝和双缝不平行所致,4利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验误差来源主要有哪些？ 解答：实验对测量结果影响最大的是测量光在玻璃中折射角r的误差，其误差主要来源是：玻璃砖的宽度太窄入射角i过大或入射角i过小玻璃砖的两个平行的折射面未与两条平行轮廓线完全重合好，或因玻璃砖移动，或因画线太粗大头针离玻璃砖偏远，而大头针之间间距偏小,1利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验步骤和操作 例1:一块玻璃砖
5、有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)现要测定此玻璃的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器 实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直，在纸上画出直线aa和bb，aa表示镀银的玻璃表面，bb表示另一表面，,然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图1244所示)用P1、P2的连线表示入射光线 (1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4？试在图中标出P3、P4的位置 (2)然后，移去玻璃砖与大头针，试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2
6、，简要写出作 图步骤 (3)写出1、2表示的 折射率公式,图1244,解析：(1)在bb一侧观察P1、P2(经bb折射、aa反射，再经bb折射后)的像，在适当的位置上插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P3和P2(或P1)的像，P3、P4的位置如下图所示,(2)如图所示，作图步骤如下 过P1、P2作直线与bb交于O点； 过P3、P4作直线与bb交于O点； 利用刻度尺找到OO的中点M； 过O点作bb的垂线CD，过M点作bb的垂线与aa相交于N， 如图所示，连接ON； P1OD1， CON2.,方法点拨：利用插针法测量玻璃的折射率都是通过
7、插针描点找入射角和折射角进行的，所以出现问题主要原因是对此过程认识不足,变式训练1：在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学操作步骤如下： 将记录光路的白纸铺放在平木板上； 手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上； 用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa和bb； 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i分别为0、30、45的入射光线；,用插针法分别得到各入射光线的折射光线，观察时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； 按公式分别计算 ，取三个值的平均值 以上步骤中有错误或不妥之处的是_；应改正为：_.,解析
8、：中应使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线； 中入射角要取0以外的几组值，范围在1575之间为佳； 中大头针要竖直插牢，观察时看针角是否在同一条直线上 【答案】 ；改正见上解析,2利用双缝干涉测量光的波长实验操作和数据处理 例2：用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：a、白炽灯，b、单缝，c、双缝，d、屏，e、遮光筒，f、滤光片,将以上元件安装在光具座上时(有些元件已组合在一起)，各元件的排列顺序是：a、_. 正确调节后，采用红色滤光片时，在屏上观察到了干涉条纹，测出10条明条纹间的距离为a；改用绿色滤光片，其他条件不变，测量出10条明条纹间的距离为b，则a和
9、b的大小关系是a_b.,解析：根据双缝干涉原理，光源发出白光后，经滤光片成为单色光，再经单缝、双缝得到相干光源，投射到屏上形成干涉条纹，所以各元件的排列顺序应是a、f、b、c、e、d. 根据公式x ，其他条件不变时，因为红光的波长比绿光大，所以相邻红光的干涉条纹间的距离比绿光的大，a大于b. 【答案】f、b、c、e、d大于,3利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验误差分析 例3：在做“利用玻璃砖测定玻璃的折射率”的实验时： 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab方向平移了一些，如图1245(甲)所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测
10、出的n值将_,乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图1245(乙)所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在ab和cd上，则测出的n值将_,图1245,丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两面明显不平行，这时测出的n值将_,解析：作出光路图如图(A)所示，O1O2是测量时光线的入射点和出射点的连线，M1M2是光线实际通过玻璃砖时的入射点和出射点的连线由图可知两连线平行，即实验所测折射角与实际光线通过时的折射角相同，所以只要其后的操作都正确，画光路图时， 将折射点确定在ab和cd上， 则测出的n值将不变,作出光路图如图(B)所示，
11、P1P2是测量时光线的入射点和出射点的连线，N1N2是光线实际通过玻璃砖时的入射点和出射点的连线由图可知两连线不平行，所测折射角偏大，测出的n值将变小,作出光路图如图(C)所示，玻璃砖的两面明显不平行，只是出射光线的方向与入射光线的方向不平行，出射点O2不变，折射角不变，所以这时测出的n值不变 【答案】 不变； 变小；不变,变式训练2：在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图1246所示的四组插针结果从图上看，测量结果准确度最高的同学是_.,图1246,解析：光线透过平行玻璃时出射光线与入射光线平行，且从空气射入玻璃砖时入射角大于折射角，因而光线透出时相对于入射光线向右下侧发生偏移另外，插针确定光路时，入射角稍大些，且插针相距稍远些，由上图可知，乙图中出射光线无偏移不符合事实，肯定插错了丙图出射光线与入射光线不平行且插针间距也太小，因而错误，甲图入射角偏小，误差偏大，只有丁图符合要求且测量准确度高 答案：丁,
