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文檔簡介
1、.某校開展研究性學(xué)習(xí),某研究小組根據(jù)光學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)了一個(gè)測液體折射率的儀器。如圖,在一個(gè)圓盤上,過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF。在半徑OA上,垂直盤面插上兩枚大頭針Pi、P2并保持位置不變。每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中,而且總使得液面與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pi、P2O同學(xué)們通過計(jì)算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可以直接讀出液體折射率的值。若/AOF=30。,OP3與OC之間的夾角為30。,則P3處刻的折射率的值。圖中P3、P4那一處對(duì)應(yīng)的折射率大。做AO的延長線交圓周于K,K處對(duì)應(yīng)的折射率為。.答
2、案:1.73P41.某同學(xué)在測定一厚度均勻的圓形玻璃的折射率時(shí),先在白紙上作一與圓形玻璃同半徑的圓,圓心為O,將圓形玻璃平放在白紙上,使其邊界與所畫的圓重合,在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2,在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí),大頭針P4、P3和P2、P1的像恰在一直線上,移去圓形玻璃和大頭針后,得如圖所示的圖,在圖中畫出:沿P1、P2連線方向的入射光線通過圓形玻璃后的傳播方向;光線在玻璃內(nèi)的傳播方向;i和折射角r;P1P2通過玻璃后的折射光線。 O1O2光線為入射光在光線的入射點(diǎn)作法線,標(biāo)出入射角解:如圖所示,P3P4光線為入射光線線P1P2在玻璃中的折射光線
3、。.用三棱鏡做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn),先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1的像被P2擋住。接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和三棱鏡輪廓,如圖所示。(1)在本題的圖上畫出所需的光路。(2)為了測出棱鏡玻璃的折射率,需要測量的量是,在圖上標(biāo)出它們。解:(1)如圖所示,畫出通過P1、P2的入射光線交AC面于O,畫出通過P3、P4的出射光線交AB面于O,則光線OO就為入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線。(2)在所畫的圖上,標(biāo)明入射角i和折射角并畫出虛線部
4、分。用量角器測量出i和丫或用刻度尺測出線段EF、OE、GH、OG的長度。或:因?yàn)閟ini=EF,sin陞,則n=空/GH=空空OEOGOEOGOEGH.在測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)一塊兩面平行的玻璃磚,用插針法找出與入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線,現(xiàn)在甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別做出如圖所示的四組插針結(jié)果.從圖看,肯定把大頭針插錯(cuò)了的同學(xué)是(2)從圖上看,測量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的同學(xué)是答案:(1)甲乙(2)丁且從空氣射入玻璃磚時(shí)入射角解析:光線透過平行玻璃磚時(shí)出射光線與入射光線平行,大于折射角,因而光線透出時(shí)相對(duì)于射入光線向右下側(cè)發(fā)生偏移,另外,插針確定光路時(shí),入射角稍大些好且插針相距稍遠(yuǎn)些好.由上圖可知
5、,甲乙圖中出射線向左上側(cè)側(cè)移不符合事實(shí),肯定插錯(cuò)了,丙與丁相比較,前兩者入射角及插針間距都比丁圖小些,故丁同學(xué)測量最準(zhǔn)確.5.在利用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)圖甲即乙中:(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa和bb后,不小心碰了玻璃磚使它向aa方向平移了少許,如圖甲所示.則他測出的折射率將(選填“偏大”“偏小”或“不變”);(2)乙同學(xué)在畫界面時(shí),不小心將兩界面aa、bb間距畫得比玻璃磚寬度大些,如圖乙所示,則他測得折射率(選填“偏大”“偏小”或“不變”).答案:(1)不變(2)偏小解析:(1)如圖A所示,甲同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后,測得的入射角、折射角沒有受到影響,因
6、此測得的折射率將不變.(2)如圖B所示,乙同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后,測得的入射角不受影響,但測得的折射角比真實(shí)的折射角偏大,因此測得的折射率偏小.6.如圖所示畫有直角坐標(biāo)系Oxy的白紙位于水平桌面上,M是放在白紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn),直邊與x軸重合,OA是畫在紙上的直線,Pi,P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針,P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針,”是直線OA與y軸正方向的夾角,3是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角.只要直線OA畫得合適,且P3的位置取得正確,測出角a和3,便可求得玻璃的折射率.某學(xué)生在用上述方向測得玻璃的折射率時(shí),在他畫出的直線OA上豎直地插
7、上了Pi,P2兩枚大頭針,但在y0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在任何處,都無法透過玻璃磚看到Pi,P2的像,他應(yīng)采取的措施是:,若他已透過玻璃磚看到Pi,P2的像,確定P3位置的方法是:.若他已正確地測得了%3的值,則玻璃的折射線n=.答案:再另畫一條更接近y軸正方向的直線OA把大頭針Pi,P2豎直地插在所畫的直線上,直到在y0區(qū)域內(nèi)透過玻璃磚能看到Pi,P2的像,再在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳洗箢^針P3,使P3擋住Pi,P2的像,sin小sina提示:無法看到Pi,P2的像是由于OA光線的入射角過大,發(fā)生全反射的緣故.P3能擋住Pi,P2的像說明OP3是OA的折射線.某同學(xué)在測定一厚度均勻的圓形玻璃的折射率時(shí),
8、先在白紙上作一與圓形玻璃同半徑的圓,圓心為O,將圓形玻璃平放在白紙上,使其邊界與所畫的圓重合.在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針Pi和P2,在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí),大頭針P4、P3和P2、Pi的像恰在一直線上,移去圓形玻璃和大頭針后,在圖中畫出:沿Pi、P2連線方向的入射光線通過圓形玻璃后的傳播方向;(2)光線在玻璃內(nèi)的傳播方向;(3)過光線的入射點(diǎn)作法線,標(biāo)出入射角i和折射角r;(4)寫出計(jì)算玻璃折射率的公式.解析:(i)PiP2光線為入射光線,P3P4為通過玻璃后的折射光線.(2)O1O2光線為入射光線P1P2在玻璃中的折射光線.(3)如圖所示.(4) n
9、=sin isin r.一個(gè)學(xué)生按照下圖所示的小實(shí)驗(yàn)用廣口瓶和直尺測定水的折射率,填寫下述實(shí)驗(yàn)步驟中的空白.用測出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d;在瓶內(nèi)裝滿水;將直尺沿瓶口邊緣插入水中;沿廣口瓶邊緣向水中直尺正面看去,若恰能看到直尺的0刻度(即圖中A點(diǎn)),同時(shí)看到水面上B點(diǎn)刻度的像恰與A點(diǎn)的像相重合;若水面恰與直尺的C點(diǎn)相平,讀出和的長度;由題中所給條件,可以計(jì)算水的折射率為rd2+AC2答案:直尺,豎直,AC,BC,n=Ad2+BC2.學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí),某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí),設(shè)計(jì)了一個(gè)測量液體折射率的儀器,如圖所示.在一圓盤上,過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF,在半徑OA上,垂直盤
10、面插下兩枚大頭針Pi、P2并保持Pi、P2位置不變,每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中,而且總使得與直徑BC相平,EF作為界面的法線,而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pi、P2的像,并在圓周上插上大頭針P3,使P3正好擋住Pi、P2的像,同學(xué)們通過計(jì)算,預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值,這樣只要根據(jù)P3所插的位置,就可直接讀出液體折射率的值,則:(1)若/AOF=30,OP3與OC的夾角為30,則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為(2)圖中P3、P4兩位置中(填“P3”或“P4”)處所對(duì)應(yīng)的折射率大.作AO的延長線交圓周于K,K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為.若保持/AOF=30。不變,用該裝置能測量的最大折射率的值不超過.答案:(1),3(2)P4(3)1(4)28.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,屏上一點(diǎn)到雙縫白距離之差為900nm,若用頻率為5.0X1014Hz的單色光照射雙縫,且在兩縫處光
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