《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题75 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

专题 75 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长

导练目标导练内容

目标 1测定玻璃的折射率

目标 2用双缝干涉测光的波长

【知识导学与典例导练】

一、测定玻璃的折射率

实验

目的

测量玻璃的折射率，掌握光线发生

折射时入射角和折射角的确定方

法。

实验原理

如图所示，当光线 AO 以一定的入射角 θ1穿过两面平行的

玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 AO 对应的出射光

线O′B，从而得出折射光线 OO′和折射角 θ2，再根据 n＝

或n＝计算出玻璃的折射率。

实验

器材

白纸、图钉、大头针、直尺、铅

笔、量角器、平木板、长方形玻璃

砖。

【例 1】在“测量玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖 MNQP，画出玻璃砖与空气的

两个界面和（如图），在玻璃砖的一侧插上大头针 P1。

（1）接下来他们要完成的步骤可以是______。

A．在玻璃砖的另一侧插上大头针 P2，使 P2挡住 P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；

B．在玻璃砖的另一侧插上大头针 P2和P3，使 P2、P3均能挡住 P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出

光路图；

C．在 P1的同侧插上大头针 P2，在玻璃砖的另一侧插上大头针 P3，使 P3能同时挡住 P1和P2的像，撤去玻

璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；

D．在 P1的同侧插上大头针 P2，眼睛在另一侧看两个大头针，使 P2把P1挡住，在玻璃砖的另一侧插上大

头针 P3和P4，使 P3能同时挡住 P1和P2的像，使 P4能同时挡住 P3以及 P1和P2的像，撤去玻璃砖，拔出大

头针，描绘出光路图；

（2）某次实验中，实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为___

___。

A．沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖

B．沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从 MP 或NQ 侧面射出了

C．沿两枚大头针的光线在玻璃砖或界面发生了全反射

（3）实验小组内的三位学生在实验中

①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和，因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平

移了一点（如图 1所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的

折射率 n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些

（如图 2所示）以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率 n的

值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

③第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图 3所

示），用这块玻璃砖测出的折射率 n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（4）另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果，由图可知

①从图上看，肯定把针插错了的同学是______。

②从图上看，测量结果准确度最高的同学是______。

二、用双缝干涉测光的波长

【例 2】现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件，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 C、__________、________、_______、A。

（2）本实验的步骤有：

①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮；

②按合理的顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

③用刻度尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。

在操作步骤②时还应注意放置单缝、双缝时，必须使缝____和单缝、双缝间的距离要________。

验目的

1.理解双缝干涉实验

原理。

2.观察双缝干涉图

样，掌握实验方法。

3.测定单色光的波

长。

实验原理

如图所示，光源发出的光，经过滤光片后变成单色光，再经过单缝 S

时发生衍射，这时单缝 S相当于一个单色光源，衍射光波同时到达

双缝 S1和S2之后，S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干

光源，产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间的距离

Δx与入射光波长 λ、双缝间距离 d及双缝与屏的距离 l有关，其关系

式为：Δx＝λ，因此，只要测出 Δx、d、l即可测出波长 λ。

两条相邻亮(暗)条纹间的距离 Δx用测量头测出。测量头由分划板、

目镜、手轮等构成，如图所示。

实验器

材

双缝干涉仪、光具

座、光源、学生电

源、导线、滤光片、

单缝、双缝、遮光

筒、毛玻璃屏、测量

头、刻度尺。

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