题目内容
(1)如图1所示,一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜的一个侧面上,在棱镜上发生折射,折射光线与棱镜该侧面成60°角,并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射.由此可知,该棱镜材料的折射率为
,该棱镜的顶角θ的大小为
(2)某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,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,在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图2所示.
①在图上画出所需的光路.
②为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有
③写出计算折射率的公式n=
.
(3)如图3所示,某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(图a),游标卡尺的示数为0.03cm,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(图b),游标卡尺的示数如图c所示,已知双缝间距离为0.2mm,从双缝到屏的距离为0.75m.则图c中游标卡尺的示数为
2 |
2 |
75°
75°
.(2)某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,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,在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图2所示.
①在图上画出所需的光路.
②为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有
∠i和∠r
∠i和∠r
(要求在图上标出).③写出计算折射率的公式n=
sini |
sinr |
sini |
sinr |
(3)如图3所示,某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(图a),游标卡尺的示数为0.03cm,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(图b),游标卡尺的示数如图c所示,已知双缝间距离为0.2mm,从双缝到屏的距离为0.75m.则图c中游标卡尺的示数为
0.96
0.96
cm.所测光波的波长为620
620
nm.分析:(1)已知光线在左边侧面上的入射角和折射角,根据折射定律求出三棱镜的折射率.根据sinC=
求出全反射的临界角,再根据几何关系求出棱镜的顶角θ.
(2)连接P1、P2为入射光线,连接P3、P4为出射光线,再连接两光线与圆柱形玻璃砖的交点,为折射光线.为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有入射角和折射角.根据折射定律写出折射率的表达式.
(3)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读.根据△x=
λ求出光波的波长.
1 |
n |
(2)连接P1、P2为入射光线,连接P3、P4为出射光线,再连接两光线与圆柱形玻璃砖的交点,为折射光线.为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有入射角和折射角.根据折射定律写出折射率的表达式.
(3)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读.根据△x=
L |
d |
解答:解:(1)光线在左侧面上的入射角为45°,折射角为30°,则n=
=
.
根据sinC=
,知C=45°,根据几何关系,三棱镜的顶角为75°.
(2)光路图如下.为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有∠i和∠r,折射率n=
.
(3)游标卡尺的读数为9mm+0.1×6mm=9.6mm=0.96cm.相邻两根条纹的间距△x=
cm=0.2325cm.
根据据△x=
λ得,λ=
=
=6.2×10-7m=620nm.
故答案为(1)
;75°
(2)①光路如图所示
②∠i和∠r
③n=
(3)0.96;620.
sin45° |
sin30° |
2 |
根据sinC=
1 |
n |
(2)光路图如下.为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有∠i和∠r,折射率n=
sini |
sinr |
(3)游标卡尺的读数为9mm+0.1×6mm=9.6mm=0.96cm.相邻两根条纹的间距△x=
0.96-0.03 |
4 |
根据据△x=
L |
d |
△xd |
L |
0.2325×10-2×0.2×10-3 |
0.75 |
故答案为(1)
2 |
(2)①光路如图所示
②∠i和∠r
③n=
sini |
sinr |
(3)0.96;620.
点评:本题考查了几何光学问题和物理光学问题,难度不大,只要掌握基本规律,很容易求解.
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