河北省2011年高考物理一轮总复习 光学 第70讲 实验：测定玻璃的折射率 课件 旧人教版.pptVIP

* 第70讲 实验：测定玻璃的折射率 用双缝干涉测光的波长 自主·夯实基础　　自主预习　轻松过关 　　名师点金 　　本讲内容是两个光学的实验，在复习时首先要重视实验原理，对其深刻理解和熟练掌握.实验方法和步骤、仪器的选择、数据的处理等一切与实验有关的问题都是从实验原理中派生出来的，只要抓住实验原理，许多问题就会迎刃而解； 其次，加强实验的操作训练，动手操作是实验的主体，没有操作过程就没有实验；第三，学会分析误差的来源，知道如何减小误差. 　　知识梳理 　　（一）测定玻璃的折射率 　　一、实验目的 　　1.测定玻璃的折射率. 　　2.理解用插针法确定光路的原理. 　　二、实验原理 　　如图70-1所示，确定通过玻璃的折射光线，是通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,就能求出折射光线 　　 OO′和折射角θ2，再根据折射定律就可计 算出玻璃的折射率.其中， 　　注意：插针法测定介质的折射率， 也适用于测定截面为圆形、半圆形、梯 形、三角形等形状的介质的折射率. 　　三、实验器材 　　玻璃砖、白纸、木板、大头钉、图钉、三角板（或刻度尺）、量角器、铅笔. 　　四、实验步骤 　　1.如图70-1所示，将白纸用图钉按在木板上，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面.过aa′上的一点O画出界面的法 图70-1 线NN′，并画一条线段AO作为入射光线. 　　2.把长方形玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′. 　　3.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2挡住.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置. 　　4.移去大头针和玻璃砖.过P3、P4引直线O′B,与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线透过玻璃砖后的传播方向.连接OO′，入射角θ1=∠AON,折射角θ2=∠O′ON′. 　　5.用量角器量出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中. 　　6.用上述方法求出入射角分别是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，并查出它们的正弦值，填入表格中. 　　7.根据　　　　　求出每次测得的n值，然后再求出它们的算术平均值，填入表格中. 　　五、注意事项 　　1.选择较厚的玻璃砖. 　　2.大头针P1与P2的间距，P3与P4的间距应较大些. 　　3.入射角不能太大，也不能太小，应在15°~75°之间. 　　4.玻璃砖的折射面要画准. 　　5.大头针要插得竖直. 　　（二）用双缝干涉测光的波长 　　一、实验目的 　　1.了解产生稳定干涉现象的条件. 　　2.观察白光及单色光的双缝干涉图样. 　　3.测定光的波长. 　　二、实验原理 　　1.光源发出的光经滤光片后成为单色光.单色光通过单缝后，相当于线光源，经双缝在屏上产生稳定的干涉图样. 　　2.根据公式　　　　　可计算波长，其中d是双缝间的距离，l是双缝到屏的距离，可以用米尺测出；Δx是相邻两条亮（暗）纹间的距离，用测量头测出（如图70-2所示）. 图70-2 　　3.测量头由分划板、目镜、手轮等构成.转动手轮，分划板会左右移动.测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心 （如图70-3所示），记下此时手轮上的读 数，再转动手轮，使分划板中心刻线对齐 另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数. 两次读数之差就表示这两条条纹间的距 离.测量头读数方法与螺旋测微器相同.　　　　　图70-3 　　三、实验器材 　　双缝干涉仪（如图70-4所示）、有毫米刻度尺的米尺、测量头. 图70-4 　　四、实验步骤 　　1.把直径约10 cm、长约1 m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏. 　　2.取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的光线能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮. 　　3.放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5 cm~10 cm,使单缝和双缝相互平行，且它们的中心大致位于遮光筒的中心轴线上.这时在屏上观察白光的双缝干涉图样. 　　4.在单缝和光源间放上滤光片就可见到单色片的双缝干涉图样，分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化. 　　5.用测量头测出n条亮（暗）纹间的距离a,就可以求出相邻两条亮（暗）纹间的距离 　　6.用米尺测出双缝到屏的距离l. 　　7.已知双缝间距d,由　　　　 计算单色光的波长. 　　8.换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长. 　　五、实验注意事项与误差分析 　　1.双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，不要随便拆解遮光筒、测量头等元件. 　　2.安装时，注意调节光源