方法11 测玻璃砖折射率实验要点归纳及总结（方法总结+练习巩固）--【实验攻略】备战2024年高考物理实验方法大全

方法11 光学实验实验要点归纳 光学实验包括两个，一是测玻璃砖的折射率，二是测单色光的波长。测玻璃砖的折射率主要通过光路的可逆性，做出光路图，测定长度。测单色光的波长实验涉及到实验装置和测量头的使用，并根据条纹间距计算波长。光学实验在新高考中出现的概念是比较大的。 一、测折射率要点归纳 注意事项 (1)厚且宽：玻璃应选用厚度、宽度较大的，宜在5cm以上，可减小确定光路方向时的误差。 (2)竖直且间隔大：大头针要插得竖直，且间隔要大些 (3)角适宜：入射角不宜过大或过小，一般在30°~60°之间。入射角过小，折射角更小，测量误差较大；入射角过大，反射光线太强，折射光线太弱，不易观察。 (4)位置固定：实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变 (5)面要准：玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃界面代替直尺画边界线，防止损坏光学面。 误差分析 放置玻璃砖时，玻璃砖上下发生少许平移： (1)情形1：玻璃砖向上偏移如图1所示，左边光线为实际光路图，右边光线为作图光路图，两光路图对应的入射角和折射角相等，折射率不变 (2) 情形2：玻璃砖向下偏移如图2所示，右边光线为实际光路图，左边光线为作图光路图，两光路图对应的入射角和折射角相等，折射率不变 2、 测单色光的波长实验要点归纳 实验原理图示 实验原理 单色光通过单缝，经双缝后产生干涉图样，使测量头对准一条亮(暗)条纹，记下此时手轮上的读数x1，然后转动测量头上的手轮，经过n条亮(暗)条纹后，记下此时手轮上的读数xn，则这两个亮(暗)条纹的间距a=xn-x1，相邻两条亮(暗)条纹间距为，根据双缝干涉条纹间距公式可知光的波长 光源S(设到平面镜距离为h)发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经过反射(相当于从S的像A点发出的)照射到光屏上。两束光是由同一光源发出的，一分为二形成相干光源，在光屏上相遇时会产生干涉。两光源距离为2h，到光屏距离为D，相当于双缝干涉，且满足 1．（2023·广东·统考高考真题）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界 （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示    ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为 。测得为 （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 ；由测得的数据可得折射率为 （结果保留3位有效数字） （4）相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角 。 2．（2023·海南·统考高考真题）用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处，回答下列问题：    （1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图 ； （2）已经测出AB = l1，OA = l2，S1S2= l3，则折射率n = （用l1、l2、l3表示）； （3）若改用宽ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会 （填“变大”，“变小”或“不变”）。 3．（2022·海南·高考真题）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则： ①a、b分别是( ) A．单缝和双缝        B．双缝和单缝        C．单缝和单缝        D．双缝和双缝 ②如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光的波长是 。（用x、d、L表示） 4．（2024·全国·校联考模拟预测）甲、乙两同学在做“测定玻璃的折射率”的实验时，分别选用平行玻璃砖/半圆形玻璃砖做实验。 （1）甲同学在画好平行玻璃砖界面两条直线后，不慎误将玻璃砖向上平移至图甲中虚线位置，而其他操作均正确，则测得的折射率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （2）乙同学插大头针、确定和射光线，另一侧垂直纸面插大头针，为折射光线，作BA、CD垂直于法线于A、D两点；则玻璃砖的折射率可表示为 （用图中线段长度表示）；若乙同学在插大头针前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 5．（2024·安徽·统考一模）某同学通过双缝干涉实验测量光的波长，实验装置如图（a）所示。 （1）一毛玻璃屏上