专题12 光学类实验解答总结-【实验攻略】备战2024年高考物理各类实验解答总结

专题1 专题12 光学类实验解答总结 【本专题涉及到的常见的实验】 1、实验：测量玻璃的折射率 2、实验：用双缝干涉测量光的波长 【方法总结提升】 1、实验：测量玻璃的折射率 数据处理方法 （1）计算法：由n＝，算出不同入射角时的n值，并取平均值． （2）图像法：作sin θ1－sin θ2图像，由n＝可知其斜率为折射率． （3）单位圆法：以入射点O为圆心，作半径为R的圆，如图所示，则sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE′＝R，所以用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n＝＝. 2、实验：用双缝干涉测量光的波长 （1）数据处理的方法 ①调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1； ②转动手轮，当分划板中心刻线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的读数a2； ③相邻两条亮条纹间的距离Δx＝，则由λ＝Δx＝得波长． （2）注意事项 ①实验时应调整光源、单缝、双缝和毛玻璃屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒的轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引起干涉条纹亮度小，不清晰，不便于观察和测量． ②分划板上的中心刻线应与干涉条纹的亮(暗)线平行，否则会增大测量的误差． ③测量头有两种，一种相当于螺旋测微器，一种相当于游标卡尺． 【例题1】“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。 （1）“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1所示。光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为 （选填选项前字母）。 A．滤光片 双缝 单缝        B．滤光片 单缝 双缝 C．单缝 滤光片 双缝       D．双缝 滤光片 单缝 （2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图2中所示，则 ①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为 mm，在B位置时游标卡尺读数为 mm，相邻两条纹间距 mm； ②该单色光的波长 m（保留两位有效数字） 【例题2】如图甲所示，张同学用“插针法”测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心О，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接О和P3。图中MN为分界面，虚线为法线；B、C分别是入射光线，折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 （1）张同学在图甲中用刻度尺测得，，则玻璃砖的射率 （结果保留两位小数）；若实验中该同学由于视角的原因，在插大头针P3时插的位置稍微偏左，则测得玻璃砖的折射率将 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）如图乙所示，同班的李同学将圆心为О、半径为R的另一块半圆形透明介质置于水平桌面上，光线从Р点垂直分界面入射后，恰好在透明介质的圆形弧面发生全反射。经测量发现，则透明介质的折射率为 。已知真空中的光速为c，李同学通过分析认定光在该透明介质中传播的速度为 。 【例题3】．在“测玻璃的折射率”实验中： （i）如图甲，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，确定P3位置的方法是透过玻璃砖观察，使P3挡住 （选填“P1、P2”或“P1、P2的像”）； （ii）小华同学正确确定P4位置，并确认其他的操作步骤也都正确后，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出图线，如图乙所示，从图线可求得玻璃砖的折射率是 ； （iii）小星同学在画界面时，不小心将界面bb'画歪了一些，如图丙所示，他随后实验测得的折射率 （选填“偏大”“偏小”“不变”或“偏大、偏小和不变都有可能”） 【例题4】某同学在家里进行小实验，他先点燃蜡烛将无色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片上笔直划过，这样便得到了单缝和不同间距双缝的缝屏。将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所示的装置，用于研究光的衍射和干涉。 （1）某次实验时，在光屏上观察到如图乙所示的明暗相间的条纹，则该同学所安装的缝屏是 （选填“单缝”或“双缝”）； （2）该同学利用装置进行双缝干涉实验时，在光屏上观察到的条纹如图丙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x= cm；测得缝屏上双缝间的宽度d=0.150mm，双缝到光屏间的距离L=1.50m，则该激光的波长λ= m（结果保留3位有效数字）； （3）为使光屏上观察到的条纹更密集，可采取的操作是