第13章 实验十八测量玻璃折射率（教师用书）-【名师大课堂】2025年新高考物理艺术生总复习必备

2.对电磁波的理解 (1)电磁波是横波.电磁波的电场、磁场、传播方 向三者两两垂直,如图所示. (2)电磁波与机械波的比较 名称 项目 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的 电场、磁场产生 由质点(波源)的 振动产生 波的特点 横波 纵波或横波 波速 在真空中等于光 速c=3×108m/s 在空气中不大(如 常温声波波速在 空 气 中 一 般 为 340m/s) 是否需 要介质 不需要介质(在 真 空 中 仍 可 传 播) 必须有介质(真空 中不能传播) 能量传播 电磁能 机械能 (电磁波和机械波的区 别)如图所示,我国成功研发的 反隐身先进米波雷达堪称隐身 飞机的克星,它标志着我国雷 达研究又创新的里程碑.米波 雷达发射无线电波的波长在 1~10m范围内,则对该无线电波的判断正确的 是 ( C ) A.米波的频率比厘米波频率高 B.和机械波一样须靠介质传播 C.同光波一样会发生反射现象 D.不可能产生干涉和衍射现象 狭义相对性的简单应用 1.伽利略相对性原理:力学规律在任何惯性系中都 是相同的,即任何惯性参考系都是平权的. 2.伽利略相对性原理与电磁规律:按照伽利略的相 对性原理,在不同惯性系中的光速应是各不相同 的,但根据麦克斯韦的电磁理论,真空中的光速 在任何惯性系中都是一个常量.迈克耳孙—莫雷 实验证明:不论光源和观察者做怎样的相对运 动,光速都是相同的. 3.爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设 (1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是 相同的.各物理量有可能因为所选择参考系的不 同而不同,但是它们遵从的物理规律是相同的. (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相 同的.光速不变原理强调真空中的光速不变,与 光源、观察者间的相对运动没有关系. (多选)下列说法正确的是 ( BC ) A.相对论与量子力学否定了经典力学理论 B.真空中的光速在任何惯性参考系中都是相 同的 C.狭义相对论只适用于惯性参考系 D.假设火车以接近光速的速度通过站台,站台 上的旅客观察到车上的乘客变矮了 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十八 测量玻璃折射率 一、实验目的 用插针法测定玻璃的折射率. 二、实验器材 玻璃砖、白纸、 大头针 、量角器、三角板、图钉、 铅笔等. 三、实验原理 如图所示,用插针法确定光路,找 出与入射光线AO 对应的出射光 线O'B,确定O'点,画出折射光线 OO',然后测量出入射角θ1 和折 射角θ2的角度,根据n= sinθ1 sinθ2 计算出玻璃的 折射率. 四、实验步骤 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,过O点作法线MN. 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,使其中一个长边与直线 aa'对齐,并画出与另一条长边对齐的线bb'. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 751 5.通过玻璃砖观察并调整视线方向,使P1 的像被 P2挡住,然后在观察的一侧插上大头针P3,使 P3挡住P2 和P1 的像,再插上P4,使P4 挡住 P3以及P2和P1的像. 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 OO'得到折射光线. 7.用量角器测量入射角θ1 和折射角θ2,并计算其 正弦值sinθ1和sinθ2. 8.改变入射角,重复实验,算出不同入射角所对应 的 sinθ1 sinθ2 ,并取平均值. 五、注意事项 1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,同侧两 针之间的距离要稍 远 些. 2.入射角应适当 大 些,以减小测量角度的误 差,但也不宜太大,一般在30°~60°之间.若入射 角太 大,在 玻 璃 砖 的 另 一 侧 会 看 不 清 大 头 针 的像. 3.操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面,更不 能把玻璃砖当尺子使用. 4.在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置 不能 改变. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中, 先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平 放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面 aa'和bb'.O 为直线AO 与aa'的交点.在直线 OA 上竖直地插上P1、P2两枚大头针. (1)该同学接下来要完成的必要步骤有 ( BD ) A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像 B.插上 大 头 针 P3,使 P3 挡 住 P1 的 像 和 P2 的像 C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3的像 D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4 作直线交bb'于O',过O'作垂直于 bb'的直线NN',连接OO'.测量图甲中角α和β 的大小,则玻璃砖的折射率n= sinβsinα . (3)该同学在实验中将玻璃砖界面aa'和bb'的间 距画得过宽.若其他操作正确,则折射率的测量 值 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)准 确值. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验十九 用双缝干涉实验测量光的波长 一、实验目的 1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件. 2.观察白光和单色光的双缝干涉图样. 3.测定单色光的波长. 二、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)条纹间的距离Δx 与双缝 间的距离d、双缝到屏的距离l、单色光的波长λ之 间满足λ=d ·Δx l . 三、实验器材 双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、 遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成),另外还有学生电 源、导线、刻度尺. 四、实验步骤 1.观察干涉条纹 (1)将光源、遮光简、毛玻璃屏依次安放在光具座 上.如图所示. (2)接好电源,打开开关,使灯丝正常发光. (3)调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能 沿遮光筒的轴线到达光屏. (4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴 线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距约5~ 10cm,这时,可观察白光的干涉条纹. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 851