专题22 光、热实验-【人教】2023年高考物理必背知识手册.doc

专题22 光、热实验
光、热实验
测量玻璃的折射率
用双缝干涉实验测光的波长
用油膜法估测油酸分子的大小
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
一、测量玻璃的折射率
1、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，从而画出折射光线OO′，求出折射角θ2，再根据或计算出玻璃的折射率．

2、实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．
3、实验过程
①用图钉把白纸固定在木板上．
②在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′.
③画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针．
④在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′.
⑤眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2
的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P1、P2的像和P3.
⑥移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得到线段OO′.
⑦用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.
⑧改变入射角，重复实验．
4、数据处理
①计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的，并取平均值．
②图像法：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作的图像，由可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率．
③“单位圆”法：以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，如图所示，，，，则.只要用刻度尺量出的长度就可以求出n.
5、注意事项
①实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O′之间距离要稍大一些．
②入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．
③操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线．
④实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．
⑤玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大．
二、用双缝干涉实验测光的波长
1、实验原理：单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)条纹间距Δx与双缝间距d、双缝到屏的距离l、单色光波长λ之间满足.
2、实验过程
①观察双缝干涉图样
Ⅰ、将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．
Ⅱ、接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．
Ⅲ、调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏．
Ⅳ、安装单缝和双缝，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行，二者间距约为5～10 cm.
Ⅴ、在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．
②测定单色光的波长
Ⅰ、安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．
Ⅱ、使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数，将该条纹记为第1条亮条纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下