第76练实验十七：测量玻璃的折射率

实验十八：用双缝干涉实验测量光的波长

分值：50分

1、4题每小题4分，2、3、5~7题每小题6分，8题12分，共50分

1.(多选)(2024·江西卷·9)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是()

A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件

B.透镜的作用是使光更集中

C.单缝的作用是获得线光源

D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多

2.(6分)(2024·山东潍坊市二模)某学习小组通过实验测定一截面为半圆形玻璃砖的折射率n，可用的实验器材有半圆形玻璃砖、白纸、激光笔、刻度尺、游标卡尺、光屏、圆规、铅笔。部分步骤如下：

①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d；

②在平铺的白纸上利用圆规画出半圆形玻璃砖的位置和圆心O，过O点画出法线；将玻璃砖沿画出的半圆形位置放好，玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点；

③用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆形玻璃砖的圆心O，如图甲所示，在光屏MN上可以观察到两个光斑C、D；从图示位置逆时针缓慢移动激光笔，使光斑D恰好消失时停止移动，用铅笔在白纸上标记此时光斑E的位置，移走玻璃砖和光屏。

根据以上步骤，回答下列问题：

(1)(2分)测得半圆形玻璃砖直径D的读数如图乙所示，则d＝cm；

(2)(2分)为了精准测量半圆形玻璃砖的折射率n，还需测量的一个物理量及表示它的字母为；

(3)(2分)根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式n＝。(用所给字母表示)

3.(6分)(2024·上海卷·5)光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验，逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。

在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，双缝间距为d，双缝到光强分布传感器距离为L。

(1)(2分)实验时测得N条暗条纹间距为D，则激光器发出的光波波长为。

A.DdNL B.

C.DLNd D.

(2)(2分)在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比。

A.增加 B.不变 C.减小

(3)(2分)移去偏振片，将双缝换成单缝，能使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有。

A.减小缝宽 B.使单缝靠近传感器

C.增大缝宽 D.使单缝远离传感器

4.(4分)(2024·河北卷·11(1))某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，实验装置如图所示，其中测量头包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。

该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：

单色光类别

x1/mm

x6/mm

单色光1

10.60

18.64

单色光2

8.44

18.08

根据表中数据，判断单色光1为(填“红光”或“绿光”)。

5.(6分)(2024·浙江6月选考·16Ⅲ)如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和B、顶角大小为θ)的折射率。

(1)在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；

(2)将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef；

(3)(2分)在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住(选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像；

(4)(2分)确定出射光线的位置(选填“需要”或“不需要”)第四枚大头针；

(5)(2分)撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n＝。

6.(6分)某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率，如图所示，激光笔固定在万向支架上，调节高度和角度，使激光平行于水槽正立面(如图中所示的横截面)，从水槽的左上角射入，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B(图中未画出)和水面CD的位置，在水槽正立面用记号笔画直线，连接水槽左上角和A点，相交CD于E点，用刻度尺分别测量EA的长度L1＝20.0cm，EB的长度L2＝15.0cm，水面CD距水槽底部高度h＝12.0cm。由此可得：

(1)(2分)B点处于A点的侧(选填“左”或“右”)。

(2)(2分)激光入射角的正弦值sini＝(结果保留两位有效数字)。

(3)(2分)水的折射率n＝(结果保留三位有效数字)。

7.(6分)(2024·山东潍坊市三模)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