解析:用图①测定折射率时,玻璃中折射光线偏折大了,所以折射角增大,折射率减小;用图②测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关;用图③测折射率时,无法确定折射光线偏折的大小,所以测得的折射率可大、可小、可不变.
答案:(1)偏小 (2)不变 (3)可能偏大、可能偏小、可能不变。
3.如图是用某种透光物质制成的直角三棱镜abc;在垂直ac面的直线mn上插两枚大头针p1、p2,在ab面的左侧透过棱镜观察大头针p1、p2的像,调整视线方向,直到p1的像___再在观察的这一侧先后插入两枚大头针p3、p4,使p3___p4___记下p3、p4的位置,移去大头针和三棱镜,过p3、p4作直线与ab面相交于d,量出该直线与ab面的夹角为45°,则该透光物质的折射率n并在图中正确地画出完整的光路图.
解析:折射率的测定原理是依据折射定律n=
利用插针法将光在介质中的传播路线确定,从而测出相应的入射角θ1和折射角θ2,求解出n值.而插针便是利用它挡住物体(大头针)的像,用p3挡住p1、p2的像是为了确定入射光线,用p4挡住p3和p1、p2的像是为了确定出射光线.
由题给条件可画出如图所示的完整光路图,且θ1=45°,θ2=30°
所以n===
答案:被p2的像挡住挡住p1、p2的像挡住p3和p1、p2的像光路图见解析图。
4.如图画有直角坐标系xoy的白纸位于水平桌面上.m是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x轴重合.oa是画在纸上的直线,p1、p2为竖直地插在直线oa上的两枚大头针,p3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,θ1是直线oa与y轴正方向的夹角,θ2是直线op3与y轴负方向的夹角.只要直线oa画得合适,且p3的位置取得正确,测出角θ1和θ2便可求得玻璃的折射率.
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线oa上竖直地插上了p1、p2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到p1、p2的像,他应采取的措施是___若他已透过玻璃砖看到了p1、p2的像,确定p3位置的方法是___若他已正确地测得了θ1、θ2的值,则玻璃的折射率n
解析:在“y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到p1、p2的像”的原因是当光线进入y<0的区域的边界时发生了全反射,即入射角太大,故应减小入射角,具体做法是:在白纸上画一条与y轴正方向夹角较小的直线oa,把大头针p1、p2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域内透过玻璃砖能够看到p1、p2的像.
按实验的要求,所插入的大头针应该在同一条光路上,因此插上p3后,p3刚好能够挡住p1、p2的像.
由折射率的定义得:
n=sin θ2/sin θ1.
答案:另画一条更靠近y轴正方向的直线oa,把大头针p1、p2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0区域透过玻璃砖能看到p1、p2的像插上大头针p3,使p3刚好能挡住p1、p2的像
5.在利用双缝干涉测光波波长时,首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上,并使单缝和双缝竖直并且互相平行,当屏上出现了干涉图样后,用测量头上的游标卡尺去测量,转动手轮,移动分划板使分划中心刻线与某条明纹中心对齐时(如图a所示)将此明纹记为1,然后再转动手轮,分划板中心刻线向右移动,依次经过2,3……等明纹,最终与明纹6中心对齐,分划板中心刻线与明纹1和明纹6对齐时游标卡尺示数分别如图中b、c所示(游标卡尺为10分度),则图b对应的读数为___m,图c对应的读数为___m.用刻度尺量得双缝到屏的距离为60.00 cm,由双缝上标示获知双缝间距为0.2 mm,则发生干涉的光波波长为___m.
在实验中,若经粗调后透过测量头上的目镜观察,看不到明暗相间的条纹,只看到一片亮区,造成这种情况的最可能的原因是。
解析:图b对应读数为1.94×10-2 m
图c对应读数为2.84×10-2 m
根据公式δx=λ得。
m6.00×10-7 m
若粗调后看不到干涉条纹,只看到一片亮区,则最可能的原因是单缝与双缝不平行.
答案:1.94×10-2 2.84×10-2 6.00×10-7 单缝与双缝不平行。
6.用某种单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离d=0.25 mm,双缝到毛玻璃屏间距离l的大小也由图中毫米刻度尺读出(如戊图所示),实验时先移动测量头(如图甲所示)上的手轮,把分划线对准靠近最左边的一条明条纹(如图乙所示),并记下螺旋测微器的读数x1(如图丙所示),然后转动手轮,把分划线向右边移动,直到对准第7条明条纹并记下螺旋测微器读数x7(如图丁所示),由以上测量数据可求得该单色光的波长.
图中双缝的位置l1=__mm,毛玻璃屏的位置l2mm,螺旋测微器的读数x1mm,螺旋测微器的读数x7mm.请用以上测量量的符号表示出该单色光波长的表达式___
解析:由戊图知:
双缝位置l1=100.0 mm,毛玻璃屏位置l2=938.0 mm
由丙图知:x1=0.300 mm,由丁图知:x7=14.700 mm
由条纹间距公式。
x=λ得波长λ=.
又由装置图知。
l=l2-l1,δx=,所以λ=.
答案:100.0 938.0 0.300 14.700 λ=
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