物理第一轮总复习精讲课件实验一测定玻璃的折射率.ppt
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物理第一轮总复习精讲课件实验一测定玻璃的折射率.ppt
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第第33节实验节实验(一一)测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率(二二)用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长一、一、实验“测定玻璃的折射率定玻璃的折射率”(一一)实验目的目的测定玻璃的折射率定玻璃的折射率(二二)实验器材器材木木板板、白白纸、图钉、量量角角器器、三角板、三角板、铅笔笔(三三)实验原理原理折射率公式折射率公式nn.玻璃玻璃砖大大头针
(1)
(1)把白把白纸用用图钉钉在木板上在木板上
(2)
(2)在在白白纸上上画画一一条条直直线aaaa作作为界界面面,画画一一条条线段段AOAO作作为,并,并过OO点画出界面点画出界面aaaa的法的法线NNNN.(3)(3)把把长方方形形的的玻玻璃璃砖放放在在白白纸上上,使使它它的的一一条条边跟跟aaaa对齐,并画出玻璃,并画出玻璃砖的另一个的另一个长边bbbb.(4)(4)在在AOAO线段上段上竖直地插上两枚大直地插上两枚大头针PP11、PP22.入射光入射光线(四四)实验步骤实验步骤(5)在在玻玻璃璃砖的的bb一一侧竖直直地地插插上上大大头针P3,用用眼眼睛睛观察察调整整视线要使要使P3能同能同时挡住住(6)同同样地地在在玻玻璃璃砖的的bb一一侧再再竖直直地地插插上上大大头针P4,使使P4能能挡住住P3本身和本身和P1、P2的像的像P1和和P2的像的像(7)记下下P3、P4的的位位置置,移移去去玻玻璃璃砖和和大大头针,过P3、P4引引直直线OB与与bb交交于于O点点,连接接OO,OO就就是是玻玻璃璃砖内内的的折折射射光光线的的方方向向,入入射射角角1,折折射角射角2.(8)用量角器量出入射角用量角器量出入射角1和折射角和折射角2的度数的度数(9)从从三三角角函函数数表表中中查出出入入射射角角和和折折射射角角的的正正弦弦值,记入自己入自己设计的表格里的表格里(10)用用上上面面的的方方法法分分别作作出出入入射射角角是是30、45、60时的的折折射射角角,查出出入入射射角角和和折折射射角角的的正正弦弦值,把把这些些数数据也据也记在表格里在表格里AONOON
(1)
(1)用用手手拿拿玻玻璃璃砖时,手手只只能能接接触触玻玻璃璃砖的的毛毛面面或或棱棱,不不能能触触摸摸光光洁的的光光学学面面严禁禁把把玻玻璃璃砖当当尺尺子子画画玻玻璃璃砖的的两两个个边aaaa、bbbb.
(2)
(2)实验过程中,玻璃程中,玻璃砖在在纸上的位置不可移上的位置不可移动(3)(3)大大头针应竖直直地地插插在在白白纸上上,且且玻玻璃璃砖每每一一侧的的两两枚枚大大头针PP11和和PP22间、PP33和和PP44间的的距距离离应,以以减少确定光路方向减少确定光路方向时造成的造成的误差差尽量大一些尽量大一些(五五)注意事项注意事项(4)实验时入入射射角角不不宜宜,否否则会会使使入入射射角角和和折折射射角角的的值偏偏小小,增增大大测量量误差差;入入射射角角也也不不宜宜,否否则在在bb一一侧要要么么看看不不到到P1、P2的的虚虚像像,要要么么看看到到P1、P2的的像模糊不清,并且像模糊不清,并且变粗,不便于粗,不便于.(5)由由于于要要多多次次改改变入入射射角角的的大大小小重重复复实验,所所以以入入射射光光线与出射光与出射光线要一一要一一对应编号,以免混乱号,以免混乱二、用双缝干涉测量光的波长二、用双缝干涉测量光的波长(一一)实验目的实验目的观察干涉察干涉图样,测定光的波定光的波长过小小过大大插大插大头针P3、P4双双缝干干涉涉仪(包包括括光光具具座座、光光源源、滤光光片片、单缝、双双缝、遮光筒、毛玻璃屏、遮光筒、毛玻璃屏、测量量头)、刻度尺、刻度尺(三三)实验原理实验原理双双缝干干涉涉中中相相邻两两条条明明(暗暗)条条纹间的的距距离离x与与波波长、双双缝间距离距离d及双及双缝到屏的距离到屏的距离L满足足x.因因此此,只只要要测出出x、d和和L,即即可可求求出出波波长.(二二)实验器材实验器材
(1)
(1)观察双察双缝干涉干涉图样将将光光源源、滤光光片片、单缝、双双缝、遮遮光光筒筒、毛毛玻玻璃屏依次安放在光具座上,如璃屏依次安放在光具座上,如图所示所示(四四)实验步骤实验步骤接好光源,打开开关,使灯接好光源,打开开关,使灯丝正常正常发光光调节各各器器件件的的高高度度,使使光光源源灯灯丝发出出的的光光能能沿沿轴线到达光屏到达光屏安装双安装双缝,使双,使双缝与与单缝的的缝,二者,二者间距距.观察白光的干涉条察白光的干涉条纹在在单缝和和光光源源间放放上上滤光光片片,观察察单色色光光的的干干涉涉条条纹
(2)测定定单色光的波色光的波长安装安装测量量头,调节至可清晰至可清晰观察到干涉条察到干涉条纹平行平行510cm使使分分划划板板中中心心刻刻线对齐某某条条亮亮条条纹的的中中央央,记下下手手轮上上的的读数数a1,转动手手轮,使使分分划划板板中中心心刻刻线移移动,记下下移移动的的条条纹数数n和和移移动后后手手轮的的读数数a2,a1与与a2之之差即差即n条亮条亮纹的的间距距用刻度尺用刻度尺测量量(d是已知的是已知的)重复重复测量、量、计算,求出波算,求出波长的平均的平均值换用用不不同同滤光光片片,重重复复实验测量量其其他他单色色光光的的波波长(五五)注意事项注意事项
(1)安安装装器器材材时,注注意意调节光光源源、滤光光片片、单缝、双双缝的的中中心心均均在在遮遮光光筒筒的的,并并使使单缝、双双缝双双缝到光屏到光屏间距离距离l中心中心轴线上上平行且平行且竖直直
(2)光源灯光源灯丝最好最好为线状灯状灯丝,并与,并与单缝平行且靠近平行且靠近(3)调节的的基基本本依依据据是是:
照照在在屏屏上上的的光光很很弱弱,主主要要原原因因是是灯灯丝与与单缝、双双缝、测量量头、遮遮光光筒筒不不共共轴所所致致,干涉条干涉条纹不清晰的主要原因是不清晰的主要原因是单缝与双与双缝不平行不平行(4)光光波波波波长很很短短,x、l的的测量量对波波长的的影影响响很很大大,l用用毫毫米米刻刻度度尺尺测量量,x利利用用测量量头测量量可可测多多条条亮亮纹间距距再再求求x,采采用用多多次次测量量求求的的平平均均值法法,可可减减小小误差差题型一:
测定玻璃的折射率题型一:
测定玻璃的折射率例例11用用三三棱棱镜做做测定定玻玻璃璃折折射射率率的的实验,先先在在白白纸上上放放好三棱好三棱镜,在棱,在棱镜的一的一侧插入两插入两枚大枚大头针PP11和和PP22,然后在棱,然后在棱镜的的另一另一侧观察,察,调整整视线使使PP11的像的像被被PP22挡住,接着在眼睛所在的一住,接着在眼睛所在的一侧插插两两枚枚大大头针PP33、PP44,使使PP33挡住住PP11、PP22的的像像,PP44挡住住PP33和和PP11、PP22的的像像,在在纸上上标出出的的大大头针位位置置和和三三棱棱镜轮廓廓如如图所示所示
(1)
(1)在本在本题的的图上画出所需的光路上画出所需的光路
(2)为了了测出出棱棱镜玻玻璃璃的的折折射射率率,需需要要测量量的的量量是是_,_,在,在图上上标出它出它们(3)计算折射率的公式是算折射率的公式是_【答案答案】见解析见解析例例22用用双双缝干干涉涉测光光的的波波长,实验中中采采用用双双缝干干涉涉仪,它包括以下元件:
它包括以下元件:
AA白白炽灯灯BB单缝CC光屏光屏DD双双缝EE遮光筒遮光筒FF滤光片光片GG测量量头和目和目镜(其中双其中双缝和光屏和光屏连在遮光筒上在遮光筒上)
(1)
(1)把把以以上上元元件件安安装装在在光光具具座座上上时,正正确确的的排排列列顺序序是是:
AA_(AA已写好已写好)
(2)
(2)正正确确调节后后,在在屏屏上上观察察到到红光光的的干干涉涉条条纹,用用测量量头测出出1010条条红亮亮纹间的的距距离离为aa,改改用用绿色色滤光光片片,其其他他条条件件不不变,用用测量量头测出出1010条条绿亮亮纹间的的距距离离为bb,则一一定有定有aa_bb(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)题型二:
利用双缝干涉测定光的波长题型二:
利用双缝干涉测定光的波长(3)在在双双缝干干涉涉实验中中,滤光光片片的的作作用用是是_,单缝的作用是的作用是_,双,双缝的作用是的作用是_.(4)将将双双缝干干涉涉实验仪按按要要求求安安装装在在光光具具座座上上(如如图甲甲),并并选用用缝间距距d0.2mm的的双双缝屏屏从从仪器器注注明明的的规格格可可知知,像像屏屏与与双双缝屏屏间的的距距离离L700mm.然然后后,接接通通电源源使使光光源源正正常常工工作作已已知知测量量头主主尺尺的的最最小小刻刻度度是是毫毫米米,副副尺尺上上有有50分分度度某某同同学学调整整手手轮后后,从从测量量头的的目目镜看看去去,第第1次次映映入入眼眼帘帘的的干干涉涉条条纹如如图乙乙(a)所所示示,图乙乙(a)中中的的数数字字是是该同同学学给各各暗暗纹的的编号号,此此时图乙乙(b)中中游游标尺尺上上的的读数数x11.16mm;接接着着再再转动手手轮,映映入入眼眼帘帘的的干干涉涉条条纹如如图丙丙(a)所所示示,此此时图丙丙(b)中游中游标尺上的尺上的读数数x2_.(5)利用上述利用上述测量量结果,果,经计算可得两个相算可得两个相邻明明纹(或暗或暗纹)间的距离的距离x_mm;这种色光的波种色光的波长_nm.【答案答案】
(1)FBDECG
(2)大于大于(3)获得单色光形成线获得单色光形成线光源形成相干光源光源形成相干光源(4)15.02mm(5)2.316.61021在用插在用插针法法测定玻璃定玻璃砖的折射率的的折射率的实验中,甲、乙、中,甲、乙、丙三位同学在丙三位同学在纸上画出的界面上画出的界面aa、bb与玻璃与玻璃砖位置的位置的关系分关系分别如如图实、和和所示,其中甲、丙两同学用所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃,乙同学用的是梯形玻璃砖他他们的其的其他操作均正确,且均以他操作均正确,且均以aa、bb为界面画光路界面画光路图
(1)甲甲同同学学测得得的的折折射射率率与与真真实值相相比比填填“偏偏大大”“偏小偏小”或或“不不变”)
(2)乙乙同同学学测得得的的折折射射率率与与真真实值相相比比(填填“偏偏大大”“偏小偏小”或或“不不变”)(3)丙同学丙同学测得的折射率与真得的折射率与真实值相比相比偏小偏小不不变可能偏大、可能偏大、可能偏小、可能不可能偏小、可能不变【解析解析】用图用图测定折射率时,玻璃中折射光线偏折大测定折射率时,玻璃中折射光线偏折大了,所以折射角增大,折射率减小;用图了,所以折射角增大,折射率减小;用图测折射率时,测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关;用图只要操作正确,与玻璃砖形状无关;用图测折射率时,测折射率时,无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可大、无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可大、可能偏小、可能不变可能偏小、可能不变*2.某某同同学学在在做做测玻玻璃璃折折射射率率的的实验中中,使使用用的的是是半半圆形玻璃形玻璃砖,P1、P2、P3、P4是是按按顺序插在序插在软木板上的大木板上的大头针,如如图所示下述关于所示下述关于实验操作操作中的做法,正确的是中的做法,正确的是()A若若任任意意选取取P1、P2连线的的方方向向和和入入射射点点A的的位位置置,都都可可以以在在圆弧弧右右侧适适当当位位置置处插插上上第第三三个个大大头针,使使其同其同时挡住住P1、P2的像的像B如如果果入入射射点点A恰恰在在玻玻璃璃砖圆心心处,可可不不使使用用大大头针P4C可可以以用用P1、P2连线作作为入入射射光光线,也也可可以以用用P4、P3连线作作为入射光入射光线D为减减小小误差差,P1、P2间距距和和P3、P4间距距应适适当当大大一一些些BCD3现有有毛毛玻玻璃璃屏屏A、双双缝B、白白光光光光源源C、单缝D和和透透红光光的的滤光光片片E等等光光学学元元件件,要要把把它它们放放在在图所所示示的的光光具座上
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- 关 键 词:
- 物理 第一轮 复习 讲课 实验 测定 玻璃 折射率