2012届高考一轮复习课件：13.5实验：测定玻璃折射率 用双缝干涉测光波长.ppt

* * 图13－5－10 1．玻璃砖对光线的作用 如图13－5－1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13－5－2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O′B　，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13－5－2 3．利用双缝干涉测量光的波长实验原理 如图13－5－3所示，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13－5－3 1.测定玻璃的折射率 问题：利用玻璃砖测量玻璃的折射率实验有哪些注意事项？ 解析：①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； ②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′； ③实验时入射角i应在15°～75°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、模糊并且变粗，不利于准确插入P3、P4； ④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； ⑤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； ⑥作图时要用细铅笔，力求精确． 例1:一块玻璃砖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13－5－4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θ1与折射角θ2，简要写出作 图步骤． (3)写出θ1、θ2表示的 折射率公式． 图13－5－4 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 ①过P1、P2作直线与bb′交于O点； ②过P3、P4作直线与bb′交于O′点； ③利用刻度尺找到OO′的中点M； ④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； ⑤∠P1OD＝θ1， ∠CON＝θ2. 点评：利用插针法测量玻璃的折射率都是通过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． 2.用双缝干涉测光的波长 问题：利用双缝干涉实验测光的波长实验有哪些注意事项？ 解答：①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． ②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． ③若滤光片、单缝、双缝、目镜等粘有灰尘，要用擦镜纸轻轻擦拭． ④光源使用线状长丝灯泡，调节时使灯丝与单缝平行且靠近． 例1:在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件如图13－5－5所示，则 图13－5－5 (1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离(　　) A．将红色滤光片改为绿色滤光片 B．增大双缝之间的距离 C．减小④和⑥之间的距离 D．增大④和⑥之间的距离 (2)转动测量头的手轮，使分划板中心