【2026年南方台江苏专用教辅电子版物理培优word讲义第3讲实验:测量玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长

一、 选择题
1. 如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,下列说法中正确的是( )

A. 滤光片应置于单缝和双缝之间
B. 拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C. 把单缝与双缝的距离增大,干涉条纹间距减小
D. 把毛玻璃屏与双缝的距离增大,干涉条纹间距增大
【答案】 D
【解析】 滤光片的作用是将复色光变为单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光,因此滤光片应该放在单缝之前,故A错误;调节拨杆只能调整单缝的角度,使单缝和双缝平行,获得清晰的干涉图样,故B错误;干涉条纹间距与单缝到双缝的距离无关,故C错误;根据干涉条纹间距公式Δx=ldλ,其中l是双缝与毛玻璃屏的距离,当l增大时,干涉条纹间距Δx也增大,故D正确.
2. (2024·南京、盐城期末调研)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图所示.某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察实验现象.下列说法中正确的是( )

A. 干涉条纹与双缝垂直
B. 单缝和双缝应相互平行放置
C. 取下滤光片,光屏上观察不到白光的干涉图样
D. 将单缝向双缝靠近,从目镜中观察到的条纹数增加
【答案】 B
【解析】 干涉条纹与双缝平行,A错误;为了获得清晰的干涉亮条纹,单缝和双缝应相互平行放置,B正确;若取下滤光片,光屏上可观察到彩色的干涉图样,C错误;想增加从目镜中观察到的条纹个数,则要条纹间距减小,根据Δx=ldλ,可以将双缝的距离d增大,或减小双缝到屏的距离l,或用波长小的光做实验,而将单缝向双缝靠近,不会改变条纹的间距,不会改变目镜中观察到的条纹个数,D错误.
3. 如图所示,某同学用“插针法”测量两面平行的玻璃砖的折射率,他先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线aa′和bb′,钉上大头针P1、P2,然后继续实验,并画出光路图.下列说法中正确的是( )

A. 入射角i尽量小一些,可以减小误差
B. P1、P2及P3、P4之间的距离取得小一些,可以减小误差
C. 若同学在钉大头针P3时不小心使玻璃砖平移到了虚线框位置,则最终测得的折射率偏大
D. 若同学把bb′误画在了cc′(cc′∥bb′),其他操作均正确,则该同学测得的折射率偏小
【答案】 D
【解析】 入射角如果尽量小一些,折射角也会小些,折射现象不明显,角度的测量相对误差会大些,故A错误;两点确定一条直线,折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的,大头针间的距离太小,引起的角度误差会较大,故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以减小实验误差,故B错误;不小心把玻璃砖移平移到了虚线框位置,则入射角和折射角都不会改变,不会影响折射率的测量,故C错误;若把 bb′ 误画在了 cc′,导致折射角变大,所以测得的折射率就会偏小,故D正确.
二、 实验题
4. (2023·广东卷)某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
(1) 将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界.
(2) ①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达ef面上的O点后反射到N点射出.用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置.
②移走玻璃砖.在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点,如图甲所示.

甲

乙
③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2.PM的示数如图乙所示,d1为________cm.测得d2为3.40 cm.
(3) 利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式n=________.由测得的数据可得折射率n为________.(结果保留三位有效数字)
(4) 相对误差的计算式为δ=测量值-真实值真实值×100%.为了减小d1、d2测量的相对误差,实验中激光在M点入射时应尽量使入射角________.
【答案】 (2) ③2.25 (3) d2d1 1.51 (4) 较小
【解析】(2) ③题图乙刻度尺的读数为2.25 cm.
(3) 作出法线、入射光线、折射光线与法线的夹角如图所示

设Mf长度为d,由几何关系可知sin β=dd1,sin α=dd2,所以玻璃砖的折射率n=sin βsin α=d2d1,代入数据解得n=3.402.25=1.51.
(4) 要使d1和d2测量的相对误差减小,d1和d2应当更大一点,所以入射角应当较小.5. (2024·徐州期中学情调研)某同学用图甲所示装置测定光的波长.

甲

乙 丙
(1) 已知单缝到双缝的距离为100 mm,双缝到光屏的距离为500 mm,双缝之间的距离为0.50 mm.该同学在实验中,移动分划板,第1条明条纹对应的游标卡尺读数如图乙所示,第5条明条纹对应的游标卡尺读数如图丙所示,则入射光的波长为________m.(结果保留两位有效数字)
(2) 在撰写实验报告时,需将目镜中所观察到的现象描绘出来.小张和小李分别画了转动手轮时所观察到的初、末两个视场区的示意图如图丁、戊所示.由图可判断,________(填“丁”或“戊”)图存在造假现象.

丁


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