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第47 讲 光学实验
目录
01 课标达标练
题型01 测量玻璃的折射率
题型02 用双缝干涉实验测量光的波长
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 测量玻璃的折射率
1.(2025·四川眉山·高三月考)如图所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板
上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'
的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________
A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像
C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)过P3、P4作直线交bb'于O',过O'作垂直于bb'的直线NN ',连接OO'。测量图中角α和β的大小。则玻
璃砖的折射率n= ;
(3)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间距画斜了。若其他操作正确,则折射率的测量值
准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)BD
(2)cos β
sinα
(3)小于
【详解】(1)该同学接来要完成的必要步骤有:确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3,使P3能挡
住P1、P2的像,确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像,故该同学接下来要完成的
必要步骤是BD。
故选BD。
(2)根据折射定律,可得玻璃砖的折射率为n=sin(90°−β)
sinα
=cos β
sinα
(3)如图为在图中分别做出的实际光路图(图中实线)和以aa'、bb' 为界面,以大头针留的痕迹做出出
射画的实验光路图(图中虚线)
比较实地光路图的折射角与实验图的折射角关系,可知:折射角测量值偏大,则折射率偏小。
2.某小组做测定玻璃折射率的实验,所用器材有∶玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。
(1)在做“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中,该小组用梯形玻璃砖(两个光学面不平行)完成了实
验,正确记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞可能是图中的______(填正确选项序号)。
A.
B.
C.
D.
(2)关于操作步骤和提高实验准确度的措施,以下说法正确的是______(填正确选项序号)。
A.实验过程中,只有在画完光路图后,才能移除玻璃砖
B.为减小测量误差,P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好
C.插大头针时应使P1和P2、P3和P4的间距稍大一些,可以减小误差
D.选用两光学表面间距大的玻璃砖能够提高实验准确度
(3)如图所示,该小组在确定了折射光线OO'后,以入射光线与玻璃砖的交点O为圆心,以某一适当的长度
为半径画圆,与入射光线交于P,与OO'交于Q,从P和Q分别作过O点法线的垂线,垂足分别为M和N
。用刻度尺测得PM =37.5 mm,QN =25 mm,则玻璃的折射率为(结果保留2 位有效数字)。
(4)在用“插针法”测量玻璃砖折射率的实验中,某同学在画出界面a 后,不小心将玻璃砖向上平移了一
些,导致界面b 画到如图所示的位置,则所测得的折射率将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B
(2)CD
(3)1.5
(4)偏大
【详解】(1)据折射定律作出大致的光路图,如图所示
可知,符合要求的应该是第二个选择项给出的光路图。
故选B。
(2)A.实验过程中,只有先移除玻璃砖,后才能画完光路图,故A 错误;
B.为减小测量误差,入射角应适当大一些,则P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当小一些,故B 错
误;
C.为了便于确定光线的方向,减小误差,插大头针时应使P1和P2、P3和P4的间距稍大一些,故C 正确;
D.为了便于作出光路图,减小作图的误差,提高实验准确度,实验中,应选用两光学表面间距大的玻璃
砖,故D 正确。
故选CD。
(3)令入射角与折射角分别为θ1,θ2,根据几何关系有sinθ1= PM
OP ,sinθ2= QN
OQ
其中OP=OQ
则折射率n= sinθ1
sinθ2
= PM
QN =1.5
(4)在实验中,画出界面a 后,不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致界面b 画到如图所示的位置,而在
作光路图时,仍然将入射点画界面a 在上,实际光路如图中带箭头的实线所示,作图光线如图中带箭头的
虚线所示
根据图示可知,入射角不变,折射角偏小,则测得的折射率偏大。
3.(1)用插针法测定透明半圆柱形玻璃砖的折射率,O为玻璃砖的圆心,使入射光线与玻璃砖的平面端垂
直。下面的四个图中,P1、P2、P3、P4是四个同学插针的结果:
①在这四个图中,肯定错误的是 。
②在这四个图中,可以比较准确测出折射率的是 。
(2)如图所示,当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法可计算出玻璃的折射率。找
出跟入射光线AO对应的出射光线的O
′ B,从而确定折射光线OO
′。
①如图1,测出入射角i和折射角r,根据n= 可计算出玻璃的折射率。
②如图2,以O为圆心,作圆与OA、OO
′分别交于P、Q点,过P、Q点分别作法线N N
′的垂线,垂足分
别为P
′、Q
′,测量出P P
′和QQ
′的长度,则玻璃的折射率n= 。
③在完成上述实验过程时,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在
另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时,应使 (选填选项前的字
母)。
A、P3只挡住P1的像 B、P4只挡住P2的像 C、P3同时挡住P1、P2的像
【答案】(1) AB/BA D
(2) sini
sin r P P
′
QQ
′ C
【详解】(1)①[1]A.光线从玻璃斜射向空气时,折射角不可能小于入射角,故A 错误,符合题意;
B.光线从玻璃垂直射向空气时,折射角等于入射角,光线不折射,故B 错误,符合题意;
CD.光线从玻璃斜射向空气时,折射角大于入射角,故CD 正确,不符合题意。
故选AB。
②[2]要比较准确地测定折射率,折射角不能太大,也不能太小;图C 中,光线从玻璃斜射向空气时,入射
角度过小,故比较准确地测定折射率的是D 图。
(2)①[1]根据光的折射定律可计算出玻璃的折射率为
n= sini
sin r
②[2]设圆的半径为R,得P P
′ = R sini,QQ
′ = R sin r
将两式代入折射率公式得n= P P
′
QQ
′
[3]为了能够确定出射光线,在插P3时,应使P3同时挡住P1、P2的像,插P4时,使它挡住前面三个大头
针。
故选C。
4.某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验。
(1)为测量玻璃的折射率,按如图所示进行实验,以下表述正确的一项是___________。(填正确答案标
号)
A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和a′
B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使P2把P1挡住,这样就可
以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧,插上大头针P3,使它把P1、P2都挡住,再插上大头针P4,使
它把P1、P2、P3都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点O2
C.实验时入射角θ1应尽量小一些,以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系,分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界
面。保持相同的入射角,根据实验结果作出光路图,并标记红光和绿光,如图乙所示。此实验初步表明:
对于同一种介质,折射率与光的频率有关。频率大,折射率 (填“大”或“小”)
【答案】(1)B
(2)大
【详解】(1)A.在白纸上画出一条直线a 作为界面,把长方体玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与a
对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出直线a
′
代表玻璃砖的另一边,而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和a
′,故A 错误;
B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使P2把P1挡住,这样就可
以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧,插上大头针P3,使它把P1、P2都挡住,再插上大头针P4,使
它把P1、P2、P3都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点O2,故B 正确;
C.实验时入射角θ1应尽量大一些,但也不能太大,以减小实验误差,故C 错误。
故选B。
(2)绿光频率大于红光,由图乙,绿光折射角比红光折射角小,故有n绿光= sin α1
sin α2
>n红光= sin α1
sin α3
故对于同一种介质,折射率与光的频率有关,频率大,折射率大。
5.如图甲所示为用插针法测定玻璃砖折射率的实验。
(1)下列说法正确的是________。
A.大头针应竖直地插在纸面上,不应倾斜
B.为减少测量误差,P1、P2的连线与法线N N
′的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
D.bb
′界面一定要与aa
′界面平行,否则会有误差
(2)如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度 (填“大”或
“小”)的玻璃砖来测量。
(3)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角θ1的正弦值和折射角θ2的正弦值画出的图像
如图乙所示,从图像可知玻璃砖的折射率为 。
(4)该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光路,以入射点O 为圆心作圆,与入射光线P1O、折
射光线OO
′的延长线分别交于A、C 点,再过A、C 点作法线N N
′的垂线,垂足分别为B、D 点,如图所
示,则该玻璃的折射率n= (用图中线段的字母表示)。
【答案】(1)AC
(2)大
(3)1.5
(4) AB
CD
【详解】(1)A.大头针倾斜地插在纸面上,插针孔会影响光线的确定,故大头针应竖直地插在纸面上,
故A 正确;
B.为减少测量误差,入射角应适当大一些,即P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些,故B 错误;
C.为了减小作图误差,将出射光线确定得更准确些,P3和P4的距离应适当取大些,故C 正确;
D.测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关,故玻璃的两个光学面aa'、bb'不平行,对玻璃折射率
的测定结果没有影响,故D 错误。
故选AC。
(2)宽度越大,出射光线的侧位移越大,折射角的测量越准确,故为了减小误差,应选用宽度大的玻璃
砖来测量。
(3)根据折射定律有n= sinθ1
sinθ2
变形得sinθ2= 1
n sinθ1
根据图像可得斜率为k = 0.4
0.6 = 1
n
解得n=1.5
(4)根据折射定律有n= sin ∠AOB
sin ∠COD =
AB
AO
CD
CO
= AB
CD
6.小明用纯净水、玩具激光笔、笔、油纸、三角板、量角器等器材。设计以下如图甲所示“测量冰块的折
射率”的实验。
(1)实验步骤如下:
①将纯净水装进模具后放进冰箱,制得一块长方体的透明冰块;
②把冰块放在水平桌面的油纸上,并沿着冰块的上下边在纸上画出两条直线aa'、bb';
③将激光笔固定在适当的位置,使它发出的光以一定角度斜射向冰块上边表面,用笔在油纸上标记出入射
光线经过的点P1、入射光线与冰块上边表面的直线aa'的交点O,以及折射光线从直线bb'射出点P2;
④移开冰块,用三角板连接P1点与O 点,O 点与P2点,分别画出入射光线、折射光线与法线;
⑤用量角器分别测量入射角i 与折射角r,记录在表格中,用公式 求出折射率n;
⑥多次改变入射角,重复上述步骤,记录多组入射角i 和折射角r 的数据。
⑦根据实验数据,在如图乙所示坐标上描点,并画出一条经过A 的直线(图中未画出),已知A 点的坐标
为(d ,c),则该冰块的折射率为n= 。
(2)以下关于实验的说法正确的是______。
A.为了防止在冰块上表面发生全反射,入射角不能过大
B.如果激光笔发出的激光不是单色光,将会对测量结果有影响
C.为了减小误差,P1点与O 点的距离应该适当近一些
(3)若小明在纸上画出的界面aa'、bb'与冰块位置的关系如图丙所示,且以aa'、bb'为界面画光路图且其
他操作均正确,则小明测得的折射率与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) n= sini
sin r c
d
(2)B
(3)偏小
【详解】(1)(1)⑤用量角器分别测量入射角i 与折射角r,记录在表格中,用公式n= sini
sin r 求出折射率
n;
⑦由图像可知该冰块的折射率为n= sini
sin r = c
d
(2)A.激光从空气进入冰块,在上表面不会发生全反射,A 错误;
B.激光不是单色光,会导致光线发散,影响测量结果,B 正确;
C.两点之间距离远才有利于准确画出入射光线,C 错误。
故选B。
(3)测定折射率时,作出的折射光线如下图中虚线所示
实线表示实际光线,可见折射角增大,则由折射定律n= sinθ1
sinθ2
可知,折射率将偏小。
7.“感光镜片”在生活中处处可见。某实验小组为测一圆形“感光玻璃”折射率,利用身边的器材设计如下
实验。实验步骤如下:
①利用测量工具测出圆形玻璃的直径d=5.00cm;
②在水平桌面上铺一张白纸,将圆形玻璃放在纸面上;
③取一红色激光笔,让其沿桌面向下照射圆形玻璃。水平左右移动激光笔,当观察到射出圆形玻璃的光线
不发生偏转时,说明光线经过圆形玻璃的圆心O,并在光线入射和出射位置处分别标记点M、N,(如图
甲);
④继续水平向右激光笔并保证激光笔在桌面上沿直径方向向下照射,当光线恰好再次从N 点射出介质时,
测出激光笔在其运动过程中的距离L=2.00cm,标记入射点A。回答下列问题:
(1)圆形玻璃的折射率n= (可用根式表示);
(2)若将激光笔保持原方向继续向右移动, (填“能”或“不能”)看到光在圆形玻璃内发生全反
射;
(3)若用紫色激光仍在桌面上沿直径方向向下在A 点入射,则出射点在N 点的 (填“右侧”或“左
侧”);
(4)为使出射光照度维持在某一定值,“感光玻璃”可以自动调整透明度。经查阅入射光照度和透明度的关
系如图乙所示。当透明度为50%时,入射光照度为 Lx。
【答案】(1)4 ❑√5
5
(2)不能
(3)左侧
(4)120
【详解】(1)由几何关系可知,入射角的正弦sini= L
R = 4
5
sin r = L
AN =
L
2 R cosr
解得sin 2r =0.8
则折射角的正弦sin r = 1
❑√5
可得折射率n= sini
sin r = 4 ❑√5
5
(2)若将激光笔保持原方向继续向右移动,由几何关系可知,光线射到玻璃表面时的折射角总等于从另
一面出射时的入射角,可知该角度不可能大于临界角,即不能看到光在圆形玻璃内发生全反射;
(3)紫光的折射率大于红光,则若用紫色激光仍在桌面上沿直径方向向下在A 点入射,紫光偏折程度较
大,则在A 点的折射角较小,则出射点在N 点的左侧。
(4)由图可知,当透明度为50%时,入射光照度为120Lx。
02 用双缝干涉实验测量光的波长
8.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图所示.已知双缝
间的距离为d,在离双缝l 远的屏上,用测量头测量条纹间宽度。
(1)组装仪器时,单缝和双缝的空间关系应该为 ;
A.a 代表单缝,b 代表双缝 B.a 代表双缝,b 代表单缝
C.二者相互垂直放置 D.二者相互平行放置
(2)测得相邻亮纹的间距为Δx,利用波长的表达式λ= (用Δx、l、d 表示)求出光的波长;
(3)若改用频率较小的单色光照射,得到的干涉条纹间距将 (填“变大”“不变”或“变
小”);
(4)在以下实验装置示意图中,S 为单缝,S1、S2为双缝,屏上0 点处为一条亮条纹,若实验时单缝偏离
光轴,向上微微移动,则可以观察到0 点处的干涉条纹 。
A.向上移动 B.向下移动 C.间距变大 D.间距变小
【答案】 AD/DA d Δ x
l
变大 B
【详解】(1)[1]安装器材时,从左到右依次为光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏,单
缝和双缝平行放置,故AD 正确,BC 错误;
(2)[2]根据
Δ x = l
d λ
可得
λ = d Δ x
l
(3)[3]根据
c = λν
可知频率较小的单色光波长较大,根据Δ x = l
d λ可知得到的干涉条纹间距将变大;
(4)[4]若实验时单缝偏离光轴向上微微移动,则主光轴变的倾斜,则可以观察到O 点处的干涉条纹向上
移动,则主光轴变的倾斜,则可以观察到O 点处的干涉条纹向下移动,根据Δ x = l
d λ可知条纹间距不变,
故B 正确,ACD 错误。
9.某实验小组使用图甲的装置测量某紫色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板,双缝
间的宽度d =0.2mm,激光经过双缝后投射到光展中的条纹如图乙所示,由刻度尺读出A、B 两亮纹间的距
离x= mm,通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0m,则该激光波长λ =
m。如果用红色激光重新实验,相邻亮纹间距会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 65. 0 6.5×10
−7 变大
【详解】[1]刻度尺的最小分度值为1mm,A 亮纹中心的读数为25.0mm,B 亮纹中心的读数为90.0mm,则
A、B 两亮纹间的距离
x =90.0 mm −25.0 mm=65.0mm
[2]相邻亮条纹间距为
Δ x =
x
n−1 = 65.0×10
−3
11−1
m=6.5×10
−3 m
根据相邻亮条纹间距公式
Δ x = L
d λ
可得
λ= d Δ x
L
= 0.2×10
−3×6.5×10
−3
2.0
m=6.5×10
−7 m
[3]红光的波长比紫光的波长长,根据相邻亮条纹间距公式可知相邻亮纹间距会变大。
10.1834 年,洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)。应用洛埃镜测量单色光
波长的原理如下:
如图所示,S
′是单缝S 通过平面镜成的像,如果S 被视为双缝干涉中的一个缝,S
′相当于另一个缝。单色
光从单缝S 射出,一部分入射到平面镜后反射到光屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区
域里出现干涉条纹。
请回答下列问题:
(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.将平面镜稍向上移动一些
B.将平面镜稍向下移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光源由红色光改为绿色光
(2)若光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为h 和D,光屏上形成的相邻两条亮纹(或暗
纹)间距离为Δ x,单色光的波长λ= ;
(3)实验表明,光从光疏介质射向光密介质,会在界面发生反射,当入射角接近90°时,反射光与入射光相
比,相位有π 的变化,称为“半波损失”。已知h 远小于D,如果把光屏向左平移到非常接近平面镜处,
屏上最下方两束光相遇会相互 (选填“加强”或“减弱”)。
【答案】(1)AC
(2)2ℎΔ x
D
(3)减弱
【详解】(1)由双缝干涉条纹间距公式有
Δ x = D
d λ
若要增大条纹间距,可以增大D,即将光屏向右移动;减小d,即将平面镜稍向上移动一些;或者换用波
长更大的单色光,如将光源由绿色改为红色。
故选AC。
(2)由题意结合条纹间距公式有
Δ x = D
2ℎλ
整理有
λ= 2ℎΔ x
D
(3)如果把光屏移动到和平面镜非常接近,即相当于两者接触,在入射角接近90°时,反射光与入射光相
比,相位有π 的变化,即“半波损失”,故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π,光程差
为半波长,所以两束光相遇会减弱。
11.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,如图所示
(1)M、N、P 三个光学元件依次为_______。
A.滤光片、单缝片、双缝片
B.滤光片、双缝片、单缝片
C.偏振片、单缝片、双缝片
D.双缝片、偏振片、单缝片
(2)利用图中装置研究双缝干涉现象时,下列说法中正确的是( )
A.将光屏移近双缝,其他条件不变,干涉条纹间距变窄
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,其他条件不变,干涉条纹间距变宽
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距变宽
D.换一个两缝之间距离更大的双缝,其他条件不变,干涉条纹间距变窄
E.去掉滤光片,其他条件不变,干涉现象消失
(3)如图所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分
划板中心刻线与干涉条纹平行________。
A.仅旋转单缝
B.仅前后移动凸透镜
C.仅旋转毛玻璃处的测量头
D.调节拨杆
(4)已知双缝间的距离为d =0.20 mm,双缝到毛玻璃屏的距离为l =75.0cm,当分划板中心刻线对齐如图3
所示的第1 条亮条纹的中心时,手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对齐第5 条亮条纹中心时,手
轮上的示数如图4 所示,则读数为 mm;由以上已知数据和测量数据可知,该红光的波长为
m(结果保留两位有效数字)。
(5)将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形
空气薄膜。当光垂直入射后,可看到的干涉条纹如图所示。若在装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到
新的劈形空气薄膜后,相比原来观察到的干涉条纹 (A.变密 B.变疏 C.不变),若将空气膜抽
成真空,相比原来观察到的干涉条纹 (A.变密 B.变疏 C.不变)
【答案】(1)A
(2)ABD
(3)C
(4) 9.6 6.2×10-7
(5) B B
【详解】(1)根据实验装置的正确安装顺序可知M、N、P 三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝
片,故A 正确,BCD 错误。
故选A。
(2)A.根据双缝干涉条纹间距公式Δ x = l
d λ,将光屏移近双缝,l 减小,其他条件不变,干涉条纹间距
变窄,故A 正确;
B.将滤光片由蓝色的换成红色的,波长变大,其他条件不变,干涉条纹间距变宽,故B 正确;
C.双缝干涉条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关,将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,
干涉条纹间距不变,故C 错误;
D.换一个两缝之间距离更大的双缝,双缝之间的间距增大,其他条件不变,干涉条纹间距变窄,故D 正
确;
E.去掉滤光片,其他条件不变,光屏上出现彩色条纹,故E 错误。
故选ABD。
(3)实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,使得分划板中心刻线与干涉条纹
平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可,故ABD 错误,C 正确。
故选C。
(4)[1]10 分度游标卡尺的精确度为0.1mm,第5 条亮条纹中心对应的读数为
x2=9mm+6×0.1mm=9.6mm
[2]相邻条纹间距为Δ x = x2−x1
5−1 = 9.6−0.3
4
mm=2.325mm
根据双缝干涉条纹间距公式Δ x = l
d λ,解得波长λ= d
l Δ x = 0.20×2.325
750
mm=6.2×10
−7m
(5)[1]从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为Δ x =2d
即光程差为空气层厚度的2 倍,当光程差Δ x =nλ时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚
度差为1
2 λ,抽去一张纸片后空气层的倾角变小,故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,故B 正
确,AC 错误。
故选B。
[2]若将空气膜抽成真空,入射光的波长变长,根据上述分析可知,相比原来观察到的干涉条纹变疏,故B
正确,AC 错误。
故选B。
12.劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝S 射出,一部分入射到平面镜后反
射到光屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S 通过平面镜成
的像是′
❑。
(1)通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S
被视为其中的一个缝, 相当于另一个“缝”;
(2)实验中已知单缝S 到平面镜的垂直距离h=0.12mm,单缝到光屏的距离D=1.0m,观测光屏上相邻亮条纹
中心间距为2.900mm,则该单色光的波长λ= nm;
(3)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.将平面镜稍向下移动一些
B.将平面镜稍向左移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光屏稍向上移动一些
(4)实验表明,光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时,反射光与入射光相比,相位有π 的变化,称为
“半波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触,接触点P 处是 。(选填“亮条纹”或“暗条
纹”)
【答案】(1)S
'
(2)696
(3)C
(4)暗条纹
【详解】(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹
一致。如果S 被视为其中的一个缝,S'相当于另一个“缝”。
(2)等效双缝间的距离为d =2ℎ
根据双缝干涉条纹间距公式x = D
d λ
代入数据,联立解得λ =696nm
(3)根据双缝干涉条纹间距公式x = D
d λ可知,增大D,即将光屏向右移动;减小d,即将平面镜向上移
动;增大波长λ,能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。
故选C。
(4)如果把光屏移动到和平面镜接触,在入射角接近90°时,反射光与入射光相比,相位有π 的变化,即
“半波损失”,故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π,所以接触点P 处是暗条纹。
13.某实验小组的同学测量某种单色光的波长。
(1)利用图装置实验时,接通电源使光源发光,调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增加从目镜中
观察到的条纹个数,下列操作可行的是______;
A.将单缝向双缝靠近
B.将光屏向靠近双缝的方向移动
C.将光屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为L,测得第1 条亮纹中央到第n 条亮纹中央的间距为x,则所测
量的单色光波长λ = ;
(3)图所示为另一种观察干涉的装置,单色光从单缝S 射出,一部分入射到平面镜后反射到光屏上,另一部
分直接投射到光屏上,在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S 通过平面镜成的像是S
′(图中
未画出),可以把单缝S 和它的虚像S
′看成是产生干涉图样的两个相干光源。某同学用该装置进行实验。
a.通过画图进行光路分析,标出光屏上出现干涉条纹的范围 。
b.若实验中已知单缝S 到平面镜的垂直距离h,单缝到光屏的距离D,观测到第3 条亮纹中央到第12 条亮
纹中央的间距为Δ L,则该单色光的波长λ = 。
c.为减小测量过程中的误差,需要增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离,以下操作中可能成功的是
。
A.将平面镜稍向上移动一些 B.将平面镜稍向下移动一些
C.将光屏稍向左移动一些 D.将光屏稍向右移动一些
【答案】(1)B
(2)
xd
(n−1) L
(3)
2ℎΔ L
9 D
AD
【详解】(1)根据
Δx = L
d λ
可知将光屏向靠近双缝的方向移动、使用间距更大的双缝均可以减小条纹间距Δx,达到增加从目镜中观察
到的条纹个数的目的。
故选B。
(2)依题意,
Δx = Δ L
n−1
联立,解得
λ =
xd
(n−1) L
(3)a.[1]画出单缝光源的入射和反射光线,在光屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。
b.[2]相邻亮条纹间距为
Δx = Δ L
12−3
根据
Δx = D
2ℎλ
联立,解得
λ= 2ℎΔ L
9 D
c.[3]若要增大条纹间距,可以增大D,即将光屏向右移动。减小h,即将平面镜稍向上移动一些。
故选AD。
14.如图甲所示,是双缝干涉测光的波长的实验。
(1)图甲中光具座上标注为①②③的仪器依次为
A.单缝、双缝、滤光片 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、滤光片、双缝
(2)某次实验测得双缝间距d = 0.5mm,双缝与光屏间距离L = 0.500m,用某种单色光照射双缝得到干
涉图样如图乙,分划板在图乙中A 位置时游标卡尺读数为11.1mm,B 位置时游标卡尺读数如图丙所示,
则图B 位置的游标卡尺读数为 mm,单色光的波长为 m(结果保留三位有效数
字)
(3)用如图甲所示的实验装置观察双缝干涉图样,用的是红色滤色片,在毛玻璃屏上可以看到红色干涉
条纹,若要增加从目镜中观察到的条纹个数,可以( )
A.仅将双缝与光屏之间的距离减小少许
B.仅将单缝与双缝间距增大少许
C.仅将双缝间的距离减小少许
D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
【答案】 B 15.6 6.43 × 10 - 7 AD/DA
【详解】(1)[1]光源发出的光先通过滤光片,使光成为单色光,再通过单缝,增加光的平行性,然后通
过双缝,发生干涉,B 正确,AC 错误。
故选B。
(2)[2]主尺读数为15mm,游标读数为
0.1 × 6mm = 0.6mm
则分划板在B 位置时游标卡尺的示数为15.6mm;
[3]由
λ = d ⋅Δ x
L
= 0.4×10
−3×(15.6−11.1)×10
−3
0.400×7
m =6.43×10
−7m
(3)[4]A.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距
Δ x = λ⋅L
d
可知,若仅将双缝与光屏之间的距离L 减小,条纹间距x 随之减小,要使观察到的条纹数目增加,就得使
条纹间距x 减小,A 正确;
B.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距
Δ x = λ⋅L
d
可知,若仅将单缝与双缝间距增大,对条纹间距x 无影响,B 错误;
C.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距
Δ x = λ× L
d
可知,若仅将双缝间的距离d 减小,条纹间距x 随之增大,要使观察到的条纹数目增加,就得使条纹间距
x 减小,C 错误;
D.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距
Δ x = λ× L
d
可知,若仅将红色滤光片换成绿色滤光片,波长λ 减小,条纹间距x 随之减小,要使观察到的条纹数目增
加,就得使条纹间距x 减小,D 正确。
故选AD。
15.(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界
面,如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻
璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时,应使 (选填选项前的字母)。
A.P3只挡住P1的像 B.P4只挡住P2的像 C. P3同时挡住P1、P2的像
(2)为了减小实验误差,实验时应注意的是 。
A.入射角应尽量小些 B.玻璃砖的宽度宜小一些
C.大头针应垂直插在纸面上 D.大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些
(3)某同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如下图所示,则他测得的
折射率与真实值相比 (选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”)。
(4)某研究小组设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示,在一个圆盘上,过其圆心O 做两条互相
垂直的直径BC、EF。在半径OA 上,垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变,每次测量时
让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使水平液面与直径BC 相平,EF 作为界面的法线,而后在图中
右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像。通过计算,预先在圆
周EC 部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值。
①图中M、N 两位置对应的折射率大小关系为nM nN(填写“大于”、“等于”或者“小
于”)
②若∠AOF=30°,则该仪器能够测量液体折射率的大小范围是 。
③沿KMNC,折射率刻度的特点是 (填写“刻度均匀”、”越来越密”或者“越来越疏”)
【答案】 C CD/DC 偏小 小于 1<n≤2 越来越疏
【详解】(1)[1]用插针法测定玻璃折射率的实验中,应使得P3同时挡住P1、P2的像。
故选C。
(2)[2]为了减小实验误差,入射角应尽量大些,玻璃砖的宽度也宜大一些,大头针应垂直插在纸面上,
且应使大头针P1、P2之间的距离及大头针P3、P4之间的距离应适当大些。
故选CD。
(3)[3]作出光路图,如图所示
由图可知,入射角不变,但是折射角变大,根据折射定律可知,所测折射率偏小。
(4)[4]根据折射定律可得
nM = sin∠EOM
sin∠AOC
nN = sin∠EON
sin∠AOC > sin∠EOM
sin∠AOC
所以
nM <nN
[5]设A 点到EF 的垂线长为L1,圆周EC 部分上某点到EF 的垂线长为L2,根据折射定律可得
n=
L2
R
L1
R
= L2
L1
若∠AOF=30°,则
L1= 1
2 R
1
2 R< L2≤R
所以
1<n≤2
[6]结合题意,由折射定律有
n= sini
sin r
沿KMNC,r不变的情况下,i越大,越靠近C,折射率越大;n与sini成正比,与i不成正比,结合正弦函
数的特点可知,刻度不均匀,靠近C刻度稀疏。
16.“测量玻璃的折射率”的实验中,某同学在白纸上放好玻璃砖,AB 和AC 为玻璃砖与空气的两个界面,
如图甲所示。已知∠ABC =90°,∠BCA =60°。实验过程如下:
(1)在玻璃砖的AB 一侧插上两枚大头针P1和P2,用“×”表示大头针的位置,然后在AC 侧透过玻璃砖观察,
并依次插上大头针P3和P4,在插P3和P4时,应使______(选填选项前的字母)。
A.P3只挡住P1的像
B.P4只挡住P2的像
C.P3把P1、P2的像都挡住
D.P4把P1、P2的像和P3都挡住
(2)他们通过插针法得到了光线P1、P2在AB 边界的射入点D 和在AC 边界的射出点E,如下图所示,则玻
璃砖的折射率n= (用“sin∠1”、“sin∠2”、“sin∠3”或“sin∠4”表示)。
(3)由于前面的方法需要用量角器测量角度,并且还要查数学用表,不太方便,于是有同学提出来可以在D
点作一个圆,光线与圆周的交点分别为G、H,过G、H 作法线的垂线,与法线相交于F 和I,如下图所
示,则玻璃砖的折射率n= (用图中的线段表示)。
【答案】(1)CD
(2)sin ∠2
sin ∠4
(3)GF
HI
【详解】(1)根据实验原理可知,在插P3和P4时,应使P3把P1、P2的像都挡住,P4把P1、P2的像和P3都
挡住。
故选CD。
(2)玻璃砖的折射率n= sin∠2
sin∠4
(3)结合题图,入射角的正弦值sini= GF
GD
折射角的正弦值sin r = HI
DH
因为GD = DH = R
联立解得玻璃砖的折射率n= sini
sin r = GF
HI
17.(2025·四川南充·高三月考)某实验小组进行光学实验。
(1)在“用插针法测定玻璃的折射率”实验中,先在白纸上描出玻璃砖两个平行面的边界a 和b,正确操作
后,作出的光路图如图甲所示。然后以入射点O 为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B 点,
再分别过A、B 点作法线的垂线,垂足分别为M、N 点,如图乙所示。
①该玻璃砖的折射率n= 。(用图中线段的字母表示);
②若在白纸上描玻璃砖的边界b 时不小心将玻璃砖向上平移了少许,其余操作均正确,则测出的折射率
(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间距Δx 指的是图中的______
(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1) AM
BN 偏大
(2)D
【详解】(1)①[1] 根据折射定律有n= sini
sin r
由几何关系有sini= AM
R ,sin r = BN
R
联立得n= AM
BN
②[2]b 边界上移使得测得的折射角偏小,故测得的折射率偏大。
(2)实验需测量的“相邻条纹间距”指的是相邻两条亮条纹中心的距离。
故选D。
18.(2025·四川泸州·高三月考)(1)某学生在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时,发现计算的直
径偏小,可能的原因是______。
A.爽身粉撒的过多
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
C.在滴入量筒之前,配制的溶液在空气中搁置了较长时间
D.求每滴体积时,1mL 的溶液的滴数误多记了10 滴
(2)如图甲所示,在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC 的三棱镜,
并确定AB 和AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2,
再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。此后正确的操作步骤是______。
A.插上大头针P3,使P3挡住P2的像`
B.插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4,使P4挡住P3的像
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像
(3)用测量头测量相邻两个亮条纹中心间的距离,转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准A 处亮条纹中
心,记下手轮的读数为0.045mm。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准B 处亮条纹中心,如图所示,记
下手轮的读数。B 处手轮的读数是 mm。
(4)在(3)的前提下,如果已经测得双缝的间距是0.300mm,双缝和屏之间的距离是900mm,则待测光的
波长是 m。(结果保留三位有效数字)
(5)为减小误差,该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离Δ x,而是先测量多个条纹的间距再求出Δ x。下
列实验采用了类似方法的有______。
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1 滴油酸酒精溶液体积的测量
【答案】(1)CD
(2)BD
(3)14.535
(4)8.05×10
−7
(5)C
【详解】(1)A.根据分子直径计算公式d = V
S 进行分析,爽身粉撒的过多,使得油酸没有完全展开,则
油膜面积偏小,则导致测量结果偏大,故A 错误;
B.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,则油膜面积测量值偏小,使得油酸分子直径测量值偏
大,故B 错误;
C.在滴入量筒之前,配制的溶液在空气中搁置了较长时间,由于酒精发生挥发使得浓度变大,则计算时
的浓度偏小,1 滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小,使得油酸分子直径测量值偏小,故C 正确;
D.测一滴溶液体积时,1mL 溶液的滴数多记了10 滴,则1 滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小,
使得油酸分子直径测量值偏小,故D 正确。
故选CD。
(2)根据题意可知,然后应插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上大头针P4,使P4挡住P3和
P1、P2的像,从而确定出射光线。故BD 正确,AC 错误。
故选BD。
(3)B 处手轮的读数是14.5mm+3.5×0.01mm=14.535mm
(4)相邻亮条纹间距Δ x = 14.535−0.045
6
×10
−3m=2.415×10
−3m
由Δ x = l
d λ,解得λ = d
l Δ x = 0.300
900 ×2.415×10
−3m=8.05×10
−7m
(5)A 先测量多个条纹的间距再求出Δ x,属于放大测量取平均值,“探究两个互成角度的力的合成规
律”的实验中合力的测量,属于等效替代法,故A 错误;
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量,属于测多次取平均值,故B 错误;
C.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1 滴油酸酒精溶液体积的测量,属于放大测量取平均值,故C
正确。
故选C。
19.如图甲所示,某同学用图中装置完成“测定玻璃的折射率”的实验,aa'和 bb'为玻璃砖的两个界面,O
为直线AO 与 aa'的交点,直线OA 上竖直地插着 P1、P2两枚大头针。
(1)下列说法中,正确的是 ( )
A.入射光线AO 与法线的夹角应该越大越好
B.入射角变大,会在边界 bb'发生全反射
C.大头针P1,P2的间距应该适当取大一点
D.插上大头针 P4,使P4只需要挡住P1、P2的像
(2)某同学在测量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O 点为圆心,OA 为半径
画圆,交OO'延长线于 C 点,过A 点和C 点作垂直法线的直线分别交于B 点和D 点,如图乙所示,若
他测得 AB=5cm ,CD=4cm,则可求出玻璃的折射率 n= 。
(3)如果将玻璃砖的边 bb'误画成了 cc',如图丙所示,折射率的测量值将 (填“偏大”、“偏小”
或“不变”)。
(4)该同学设计了一个液体折射率测量仪,如下图所示。在一圆盘上,过其圆心O 作两条互相垂直的直径
BC、EF,选取某条半径AO(测量出∠AOF=θ),AO 的延长线与圆周交点为K。在半径OA 上,垂直盘面
插下两枚大头针 P1、P2,并保持 P1、P2位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而
且总使得液面与直径BC 相平,EF 为法线。而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头
针 P3,使 P3正好挡住P1、P2的像。小组成员通过计算,预先在圆周KC 部分刻好了折射率的值,这样只
要根据圆周上大头针所插的位置,就可读出液体的折射率。则:
①P3处对应的液体的折射率 P4处对应液体的折射率;(填“>”、“<”或“=”)
②该测量仪,∠AOF 越小,测量液体折射率的量程 ;(填“越大”、“越小”或“不变”)
③若相邻两个刻度的折射率差值相同,对于给定的θ 值,则圆周KC 部分折射率刻度是否均匀?
(填“是”或“否”)。
【答案】(1)C
(2)5
4
(3)偏小
(4) < 越大 否
【详解】(1)A.入射光线AO 与法线的夹角(入射角)过大,折射光线会很弱,不利于确定折射光线位
置,不是越大越好,A 错误;
B.光从空气进入玻璃,在aa'界面是从光疏到光密介质,不会发生全反射;在 bb'界面,根据几何关系,
入射角等于aa'界面的折射角,一定小于临界角,不会发生全反射,B 错误;
C.大头针P1,P2的间距应该适当取大一点,能更准确确定入射光线方向,减小误差,C 正确;
D.插上大头针 P4,需要挡住P1、P2的像以及P3,这样才能确定出射光线,D 错误。
故C。
(2)根据折射定律n= sinθ1
sinθ2
由几何关系sinθ1= AB
AO ,sinθ2= CD
OC
代入数据得n= 5
4
(3)若误将bb'画成cc',会使折射角的测量值偏大,根据折射定律n= sinθ1
sinθ2
,θ2偏大时,n的测量值偏
小。
(4)[1]设∠AOF =θ为入射角,P3、P4对应的折射角分别为r3、r4,由图知,P4对应的折射角r4更大。由
n= sin r
sinθ ,可知r越大,n越小,P3处对应的液体的折射率小于P4处对应液体的折射率。
[2]∠AOF 越小,θ减小,由n= sin r
sinθ ,可知当θ减小时,对应可测的折射率n最大值变大,即测量量程越
大。
[3]设圆周半径为R,折射角r 对应的圆周弧长s=Rr(r 以弧度为单位)由n= sin r
sinθ ,可知n与r为非线性关
系,故相邻刻度折射率差值相同时,刻度不均匀。
20.(2023·广东·高考真题)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(a)所示
③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2.PM的示数如图(b)所示,d1为 cm。测得d2为
3.40cm
(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3 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】 2.25 d2
d1
1.51 稍小一些
【详解】(2)③[1]刻度尺的最小分度为0.1cm,由图可知,d1为2.25cm;
(3)[2][3]玻璃砖折射率的表达式
n= sini
sin r =
fM
MP
fM
OM
= OM
PM = d2
d1
带入数据可知
n= 3.40
2.25 =1.51
(4)[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
d1、d2要尽量稍大一些,即激光在M点入射时应尽量使入射角稍小一些。
21.(浙江·高考真题)在测定玻璃的折射率实验时
(1)下列说法正确的是
A.入射角越大,误差越小
B.在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面
C.实验时即可用量角器,也可用圆规和直尺等工具进行测量
D.判断像与针是否在同一直线时,应该观察大头针的头部
(2)小时同学在插针时玻璃砖的位置如图1
所示.根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点,依据上述操作所测得的折射率 (填
“偏大”、“偏小”或“不变”)
(3)小明同学经正确操作后,在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3、P4,AB 和CD 是描出的下班砖
的两个边,如图2 所示,请在答题纸上画出光路图 .
【答案】 C 偏小
【详解】(1)本实验在应用插针法时,角度过大会导致反射增强,折射减小,现象不明显,A 错误;用铅
笔贴着光学面可能会损坏光学面,B 错误;求折射率也可以通过画图,将角度的正弦之比转化为对边之
比,C 正确;在观察时应使得大头针脚重合,D 错误.
(2)从图1 中可知玻璃砖发生倾斜,则所测定的入射角和折射角都变大,根据折射定律n= sini
sin r ,两角度
都变大,根据数学知识可知n= sini
sin r < sin (i+ Δi)
sin (r + Δt ),故测定的折射率减小,
(3)连接P1、P2,确定入射点,连接P3、P4,确定出射点,再连接入射点和出射点并标上箭头,如图
所示
22.(浙江·高考真题)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样,在相同条件下,小明用激光束分别垂直照射两
种不同直径的细丝I 和细丝II,在光屏上形成的衍射图样如图中a 和b 所示,已知细丝I 的直径为
0.605mm,现用螺旋测微器测量细丝II 的直径,如图所示,细丝II 的直径为 mm;图中的
(填“a”或“b”)是细丝II 的衍射图样;
(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时,尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的
放置如图所示,白炽灯发出的光经滤光片成为波长为λ的单色光照射单缝,能在光屏上观察到明暗相间的
干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离为h,与光屏的距离为D,则条纹间距Δ x = ,随后小
明撤去平面镜,在单缝下方A 处放置同样的另一单缝,形成双缝结构,则在光屏上 (填“能”会
“不能”)观察到干涉条纹。
【答案】 0.996/0.997/0.998/0.999/1.000 a D
2ℎλ 不能
【详解】(1)[1]根据图示读数可知细丝II 的直径为
0.5mm+49.9×0.01mm=0.999mm
[2]单缝衍射,单缝越宽,衍射效果越不明显,条纹间距越小,所以是图a 是直径更大的细丝的衍射图样;
(2)[3]如下图,通过平面镜反射的光线可以看做在A 点下方h 处射出的光线,则干涉条纹可以看做由到A
点距离均为h 的双缝干涉形成的条纹,则条纹间距
Δ x = l
d λ = D
2ℎλ
[4]撤去平面镜,在单缝下方A 处放置同样的另一单缝,有双缝结构,但白炽灯发出的光不是相干光,通过
两缝的光不能发生干涉。