例5薄膜干涉图样-上海第八中学.doc

教材图片复习－结构原理类 测量光速（高速） 例1 1849年，法国科学家斐索用如图所示的方法在地面测出了光的速度。 他采用的方法是：让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过，经镜子反射回来，调节齿轮的转速，使反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，由此可测出光的传播速度。若齿轮每秒转动n圈，齿轮半径为r，齿数为P，齿轮与镜子间距离为d。 问题 1．齿轮的转动周期？ 2．每转动一齿的时间？ 3．测定光速c的表达式？ 4．为什么选择齿轮装置？ 相关习题 如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当转动频率达到f0并可认为是匀速转动时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。根据题中所测量的物理量得到光速c的表达式正确的是（ ） （A）c＝4Lf0 （B）c＝8Lf0 （C）c＝16Lf0 （D）c＝32Lf0 1923年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜， 进入观测者的眼中。如图所示如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动， 当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于 （A） （B） （C） （D） （2002上海高考）如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮，车轮转动时，A发出的光通过旋转齿轮上齿的间隙后变成光脉冲信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示，若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是 ；小车速度的表达式为v＝ ；行程的表达式为s＝ 。 例2： 分子测速装置，分子从容器O中射出，经缝S1、S2、S3进入匀速旋转的圆筒中，射在筒壁的某处。 （1）此装置测量分子速度的原理是什么？ （2）实验中需要测量的物理量？ （3）分子速度的表达式？ 相关习题 如图所示为水平放置的纸圆筒截面，半径为R，以角速度ω顺时针方向绕其水平对称轴匀速转动，子弹水平沿直径穿过圆筒，留下a、b两个弹孔，若测得aOb＝φ，则子弹速度的最大值是 1920年科学家斯特恩测定气体分子速率的装置如图所示，A、B为一双层共轴圆筒形容器，外筒半径为R，内筒半径为r，可同时绕其几何轴经同一角速度(高速旋转，其内部抽成真空。沿几何轴装有一根镀银的铂丝K，在铂丝上通电使其加热，银分子（即原子）蒸发成气体，其中一部分分子穿过A筒的狭缝a射出到达B筒的内表面。由于分子由内筒到达外筒需要一定时间。若容器不动，这些分子将到达外筒内壁上的b点，若容器转动，从a穿过的这些分子仍将沿原来的运动方向到达外筒内壁，但容器静止时的b点已转过弧长s到达b′点。 （1）这个实验运用了 规律来测定； （2）测定该气体分子的最大速度大小表达式为 。 （3）采用的科学方法是下列四个选项中的________________。 （A）理想实验法 （B）建立物理模型法 （C）类比法 （D）等效替代法。 自行车结构示意图 问题： （1）匀速运动的自行车有几个部件在做转动？ （2）若测车速，需测哪些物理量？ （3）自行车转动过程包含哪些物理原理？（动力学角度；能量角度） 相关习题 右图是自行车传动机构的示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。 （1）假设脚踏板的转速为n，则大齿轮的角速度 rad/s。 （2）要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？答： 。 （3）用上述量推导出自行车前进速度的表达式： 。 如图所示，自行车踏脚板到牙盘中心的距离（即踏脚杆的长）R1＝16cm，牙盘半径R2＝12cm，飞轮半径R3＝4cm，后轮半径R4＝32cm，若骑车人每蹬一次踏脚板，牙盘就转半周，当自行车以5m/s速度匀速前进时，求： （1）踏脚板和后轮的转速之比n板:n轮； （2）骑车人每分钟蹬踏脚板的次数