高中物理人教专题75 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题75 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长
导练目标
导练内容
目标1
测定玻璃的折射率
目标2
用双缝干涉测光的波长
【知识导学与典例导练】
测定玻璃的折射率
实验目的
测量玻璃的折射率，掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。
实验原理
如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而得出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。
实验器材
白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。
【例1】在“测量玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖MNQP，画出玻璃砖与空气的两个界面和（如图），在玻璃砖的一侧插上大头针P1。
（1）接下来他们要完成的步骤可以是______。
A．在玻璃砖的另一侧插上大头针P2，使P2挡住P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；
B．在玻璃砖的另一侧插上大头针P2和P3，使P2、P3均能挡住P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；
C．在P1的同侧插上大头针P2，在玻璃砖的另一侧插上大头针P3，使P3能同时挡住P1和P2的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；
D．在P1的同侧插上大头针P2，眼睛在另一侧看两个大头针，使P2把P1挡住，在玻璃砖的另一侧插上大头针
P3和P4，使P3能同时挡住P1和P2的像，使P4能同时挡住P3以及P1和P2的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；
（2）某次实验中，实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为______。
A．沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖
B．沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从MP或NQ侧面射出了
C．沿两枚大头针的光线在玻璃砖或界面发生了全反射
（3）实验小组内的三位学生在实验中
①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和，因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图1所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图2所示）以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
③第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图3所示），用这块玻璃砖测出的折射率n的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果，由图可知
①从图上看，肯定把针插错了的同学是______。
②从图上看，测量结果准确度最高的同学是______。
【答案】     D     AB     不变     偏小     不变     甲、乙     丁
【详解】（1）[1]根据实验原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点即为折射光线，实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在另一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，D项正确，ABC错误。
故选D。
（2）[2]AB．无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，可能是沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖，也可能是沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从MP或NQ侧面射出了，AB正确；
C．因为全反射需要光线从光密介质进入到光疏介质，所以光线不可能在玻璃砖aa′界面发生了全反射，光线进入玻璃后，根据光路可逆原理，亦不可能在玻璃砖界面发生全反射，C错误。
故选AB。
（3）①[3]在图1中，由于仅仅将玻璃砖向方向平移了一点，以后的操作都正确无误，则第一位学生的作画结果中，光线的入射角和折射角测量准确，所以折射率n的值不变；
②[4]在图2中，由于为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些，即间接增大了玻璃砖的宽度，则第二位学生的作画结果中，光线的入射角测量准确，但折射角测量偏大，所以折射率n的值偏小；
③[5]在图3中由于只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行，操作和所画的光路图都正确无误，则第三位学生的作画结果中，光线的入射角和折射角测量仍然准确，所以折射率n的值不变。