《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题80 测量玻璃的折射率和用双缝干涉实验测量光的波长（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 80 测量玻璃的折射率和用双缝干涉实验测量光的波长
特训目标 特训内容
目标 1 测量玻璃的折射率（1T—8T）
目标 2用双缝干涉实验测量光的波长（9T—16T）
【特训典例】
一、测量玻璃的折射率
1．某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率，如图所示。实验的主要步骤如下：
①把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系 xOy，在白纸上画一条线段 AO 表示入射光线；
②把半圆形玻璃砖 M放在白纸上，使其底边 aa′与Ox 轴重合，且圆心恰好位于 O点；
③在AO 线段上竖直地插上两枚大头针 P1、P2；
④在坐标系的 y<0 的区域内竖直地插上大头针 P3，并使得从 P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住 P1
和P2的像；
⑤移开玻璃砖，作 OP3连线，用圆规以 O点为圆心画一个圆，如图中虚线所示，此圆与 AO 线交点为 B，
与OP3连线的交点为 C。测出 B点到 x、y轴的距离分别为 l1
、
d1，C点到 x、y轴的距离分别为 l2、d2。
（1）根据测出的 B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为 n=_________。
（2）若实验中该同学在 y<0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 P1、P2像，其原因可能是_____
_____。
【答案】«««« «««« P1P2确定的光在 aa′界面上入射角太大发生了全反射
【详解】（1）[1]设光线在 x轴上的入射角为 i，折射角为 r，虚线圆的半径为 R，根据几何关系有
则根据折射率公式可得此玻璃折射率的测量值的表达式为
（2）[2]若实验中该同学在 y<0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到 P1、P2像，则说明光线没有
透过玻璃砖，即光在 aa′界面上发生了全发射。
2．图（a）是某同学用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验，图中 aa′和bb′分别代表玻璃砖的两个界面。
（1）如图（a）所示，AO 代表入射光线，O′B代表出射光线，则 OO′代表________，玻璃的折射率可以用
公式________进行计算。
（2）若实验中，已画好玻璃砖界面 aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图（b）中所示，实验中
其他操作均正确，测得的折射率将_______；
A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定
（3）若实验中利用图（c）所示的玻璃砖，以插针法测玻璃的折射率，如图 P1、P2、P3、P4为插针位置，
由于玻璃砖的两个面 aa′和bb′明显不平行，那么 P1P2和P3P4________（选填“平行”或“不平行”）。
（4）用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面 aa′和bb′与玻璃砖位置
的关系分别如图（d）、（e）、（f）所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃
砖，他们的其他操作均正确，且均以 aa′和bb′为界面画光路图，则：
①甲同学测得的折射率与真实值相比_______（选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）；
②乙同学测得的折射率与真实值相比_______（选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）；
③丙同学测得的折射率与真实值相比_______（选填“偏大”“偏小”“不变”或“无法确定”）。
【答案】«««« 折射光线«««« «««« C不平行«««« 偏小«««« 不
变«««« 无法确定
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