内容正文:
第66讲 实验17:测量玻璃的折射率
实验18:用双缝干涉测量光的波长
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 测量玻璃的折射率
知识点1 教材原型实验
考向1 实验原理与操作 重 考向2 数据处理及误差分析 重
知识点2 实验创新与拓展
考向3 实验器材创新 考向4 实验数据处理创新
考点二 用双缝干涉测量光的波长
知识点1 教材原型实验
考向1 实验原理与操作 重 考向2 数据处理及误差分析 重
知识点2 实验创新与拓展
考向3 实验设计创新
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
测量玻璃的折射率
北京,T15(2)
——
北京,T15(1)
用双缝干涉测量光的波长
——
北京,T15(2)
——
考情分析
题型与考向:高考对这两个光学实验大多以选择题、实验填空的形式出现,通常情况下难度适中,常会依托实操装置作为试题背景,考查对实验原理、操作步骤、仪器读数的理解与辨析,同时涉及折射率、光波波长相关运算,侧重分析不当操作带来的实验误差以及干涉、折射相关图像的识别。
情境与立意:
1.生活实践类:全反射棱镜、光导纤维、增透膜、偏振滤光片、激光等。
2.学习探究类:折射定律、全反射、测量玻璃的折射率、光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、用双缝干涉测量光的波长。
复习目标
1.掌握测量折射率的原理及方法。
2.学会用插针法确定光路,并会测量玻璃的折射率。
3.掌握由Δx=λ测光的波长的原理,并能测单色光波长。
4.观察单色光的双缝干涉图样,掌握用测量头测量条纹间距的方法。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 测量玻璃的折射率
知识点1 教材原型实验
知●识●解●构
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n=或n=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,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P3和P1、P2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O、O'得线段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,算出不同入射角时的,并取平均值。
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sin θ1-sin θ2的图像,由n=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,交入射光线AO于E点,交折射光线OO'于E'点,过E作NN'的垂线EH,过E'作NN'的垂线E'H',分别交NN'于点H、H',如图所示,sin θ1=,sin θ2=,OE=OE'=R,则n==。只要用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n。
5.注意事项
(1)玻璃砖要用厚度较大的。
(2)入射角不宜过大或过小,一般控制在30°到60°之间。
(3)大头针要竖直插在白纸上,且距离应适当大一些。
(4)玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。
6.误差分析
(1)入射光线、出射光线的确定造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些。
(2)入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差。
考●向●破●译
考向1 实验原理与操作
例1 (2026·北京昌平·一模)在“测量玻璃折射率”的实验中,图中、、、为所插大头针的位置,下列插针步骤正确的是___________
A.在入射光线AO上插入两枚大头针,即为、处,并使其距离稍大些
B.在侧插入第3枚大头针,使其与连线与AO平行,确定位置
C.在侧插入第4枚大头针,使其挡住处的大头针,确定位置
【答案】A
【解析】A.使、处的两枚大头针距离大些,可使误差更小,故A正确;
B.在侧插入第3枚大头针时,应使其挡住、处大头针的像,确定位置,故B错误;
C.在侧插入第4枚大头针时,应使其挡住处的大头针和、处大头针的像,确定位置,故C错误。故选A。
【变式训练1·变情境】(2026·北京丰台·二模)在“测量玻璃的折射率”实验中,通过“插针法”绘制的光路图如图所示。关于此实验下列说法正确的是( )
A.插大头针时,P4必须同时挡住P1、P2和P3三根大头针
B.相邻两个大头针插得较近可提高测量精度
C.更换MN面和PQ面间距离更小的玻璃砖可提高测量精度
D.该实验也可以用MN面和PQ面不平行的玻璃砖完成
【答案】D
【解析】A.插针法实验中,需要挡住的是、经玻璃砖折射后的像,以及,并非直接挡住、本身(、在玻璃砖入射侧,出射侧只能看到它们的像),A错误;
B.相邻大头针间距过小时,确定光路直线的误差会更大,实验要求大头针适当拉开距离,才能减小误差提高精度,B错误;
C.和间距更小(玻璃砖更薄),确定玻璃内折射光线的误差会更大,会降低测量精度,C错误;
D.本实验的原理是通过光路得到入射角和折射角,利用计算折射率,只要能正确确定入射和折射光路即可,玻璃砖两个界面不平行不影响实验完成,D正确。故选 D。
【变式训练2·变载体】(2026·北京交通大学附属中学)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,作出的光路图如图甲所示。
(1)在插大头针时 。
A.只需挡住的像
B.只需挡住的像
C.需要挡住,同时挡住、的像中的任意一个
D.需要挡住,同时挡住、的像
(2)下列措施能够提高实验准确度的是 。
A.减小和之间的距离
B.减小、连线与玻璃砖分界面法线的夹角
C.选用宽度较大的玻璃砖
D.用入射界面与出射界面平行的玻璃砖
(3)该同学在插针时不小心插得偏右了一点,则折射率的测量值______(选填“偏大”“偏小”“不变”)。
(4)另一同学操作正确,根据实验记录在白纸上画出光线的径迹,过入射光线上A点作法线的平行线交折射光线的反向延长线于B点,再过B点作法线的垂线,垂足为C点,如图乙所示,其中OB:OA::2:,则玻璃的折射率______。
【答案】(1)D (2)C (3)偏大 (4)1.5
【解析】(1)在插大头针时,需要挡住,同时挡住、的像。故选D。
(2)A.为减小作图误差,和之间的距离应适当增大,故A错误;
B.、连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当增大,折射现象更明显,误差较小,故B错误;
C.光在宽度较大的玻璃砖中的传播路程较长,入射点与出射点之间的距离较大,角度测量越准确,误差越小,故C正确;
D.玻璃砖无需平行,故D错误。故选C。
(3)针插得偏右一点会导致出射光线在玻璃砖上的出射点左移,从而导致折射角的测量值偏小,根据可知折射率的测量值偏大
(4)由几何知识得,
则玻璃的折射率
考向2 数据处理及误差分析
例2 (2026·北京西城·一模)某同学测量玻璃的折射率,作出了如图所示的光路图。他以O点为圆心画圆,与入射光线和折射光线分别交于P和Q,由P和Q做法线的垂线,测量垂线段的长度,记为PM和QN,则此玻璃的折射率_______。
【答案】
【解析】由题知,入射角为,折射角为,根据几何关系有,,
根据折射定律,可得
【变式训练1·变情境】(2026·北京东城区)在做测定玻璃折射率的实验中,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针和,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使的像被的像挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针,使挡住的像,挡住和的像,在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓,如图所示。
(1)为了测出玻璃的折射率,请在图中画出相应的光路图,并标出需要测量的物理量。
(2)折射率的表达式为_________。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)大头针、的连线表示入射光线,、的连线表示出射光线,分别作出入射光线和出射光线,连接入射点和出射点,画出玻璃砖内部光路,如图所示
用量角器量出入射角和折射角。
(2)根据折射定律可知折射率的表达式为
【变式训练2·变载体】(2026·北京理工大学附属中学)如图甲所示,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,平行玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是( )
A.插上大头针,使仅挡住的像
B.插上大头针,使挡住的像和的像
C.插上大头针,使仅挡住
D.插上大头针,使挡住和、的像
(2)过、作直线交于,连接,测量图甲中角和的大小,则玻璃砖的折射率_________。
(3)某同学在测量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,OA为半径画圆,交延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图乙所示,若他测得,,则可求出玻璃的折射率_________。
(4)对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是( )
A.入射角越小,折射率的测量越准确
B.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
C.无论光以什么角度从射入,经一次折射后达到界面都能射出
D.如图所示,如果误将玻璃砖的边画到(与平行),折射率的测量值将偏小
【答案】(1)BD (2) (3)1.5 (4)BCD
【解析】(1)AB.在玻璃砖的另一侧插上大头针,使挡住的像和的像,B正确,A错误;
CD.然后再插上大头针,使挡住和、的像,C错误,D正确。
故选BD。
(2)根据光的折射定律可知,玻璃砖的折射率
(3)玻璃的折射率
(4)A.入射角大小要适当,入射角太小,可能使折射率的测量不准确,A错误;
B.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些,可减小确定光路时产生的误差,B正确;
C.因光线在面的折射角等于在面的入射角,则无论光以什么角度从射入,经一次折射后到达界面都能射出,C正确;
D.作出光路图如图所示
由图可知,光线在aaʹ边界发生折射时折射角偏大,根据折射定律可知,折射率的测量值将偏小,故D正确。故选BCD。
知识点2 实验创新与拓展
知●识●解●构
1.创新实验原理
2.创新实验过程
3.创新实验器材
甲 乙
考●向●破●译
考向3 实验器材创新
例3 图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置,由一端有转轴的主支架和两根与主支架垂直的分支架1和2组成,分支架1上沿其轴线方向固定一支激光笔,一直角扇形量角盘固定在主支架和分支架1之间,交点处用细线悬挂一重锤,分支架2上放置装有待测液体的透明容器,整个装置可绕转轴在竖直面内转动。
(1)打开激光笔开关,让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路,缓慢转动装置,为了使透射出液面的光线消失,主支架绕转轴的转动方向为________(填“顺时针”或“逆时针”);
(2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ,则该待测液体的折射率的表达式为________,越靠近激光笔,标注的折射率值________(填“越大”“不变”或“越小”);
(3)若容器壁稍增厚,则激光在液面处的入射角________(填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)顺时针 (2) 越大 (3)不变
【解析】(1)激光笔固定在分支架1上,缓慢转动装置,要使光线在液面的入射角逐渐增大至全反射的临界角,需将主支架顺时针转动,即θ减小,光线在液面处的入射角增大,则折射角增大;
(2)[1]当光线恰好发生全反射时,如图所示
根据几何关系可知全反射的临界角为
所以
[2]越靠近激光笔,则θ越大,cosθ越小,则标注的折射率值越大;
(3)由于激光垂直容器壁射入液体,可知激光在容器中传播方向不变,若容器壁稍增厚,则激光在液面处的入射角仍等于90°-θ,即入射角不变。
【变式训练1·变载体】某同学采用激光笔和标有角度的光具盘(如图甲所示)测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下:将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合,使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐,随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后,依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题:
(1)求半圆形玻璃砖的折射率n;
(2)已知半圆形玻璃砖的直径为d,光在真空中传播的速度为c,求该激光经过玻璃砖所用时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)同时出现三条光线是由于发生了反射和折射,由题可知C为入射光线、B为反射光线,A为折射光线,则入射角为,折射角为
根据折射定律可得
可得玻璃砖的折射率为
(2)根据可得激光在玻璃内传播的速度
传播路程
可得激光经过玻璃砖所用时间为
【变式训练2·变载体】某兴趣小组为测量一半圆形玻璃砖的折射率,步骤如下:
A.将白纸固定在水平木板上,并在白纸上建立直角坐标系Oxy;
B.将半圆形玻璃砖平放在白纸上,使圆心与原点O重合、底边与y轴重合;
C.用与木板平行的细激光束垂直底边照射,记录圆弧上光的出射点P和折射光线与x轴的交点Q,如图甲所示;
D.用刻度尺测出线段PQ、OQ长度分别为L1、L2;
E.改变入射光线位置,测量多组L1、L2值;
F.描绘出L2-L1图像,如图乙所示。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)在步骤C中,当观察到底边处的反射光线与入射光线_____时,说明入射光与底边恰好垂直;
(2)由图乙测得玻璃砖的折射率n=______(结果保留两位有效数字);
(3)若在放置玻璃砖时,圆心与O重合,底边与y轴未重合,顺时针转过一个小角度,如图丙所示,仍让激光束垂直底边照射,则测得的折射率______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)重合 (2)1.5 (3)偏大
【解析】(1)当入射光垂直照射底边时,根据光的反射规律,反射光线会沿原路径返回,与入射光线重合,因此当观察到底边处反射光线与入射光线重合时,说明入射光恰好垂直底边。
(2)设半圆形玻璃砖半径为,光从玻璃射向空气时,入射角为(玻璃内),折射角为(空气内),根据折射定律
结合几何关系可推得
代入得
即图像的斜率等于折射率。 由图乙,斜率,故。
(3)底边顺时针转过一个小角度后,激光垂直底边入射,入射角大于法线与x轴的夹角,用原有方法终测得的折射率偏大。
考向4 实验数据处理创新
例4 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率,具体步骤如下:
①平铺白纸,用铅笔画两条互相垂直的直线和,交点为。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴,并使其圆心位于点,画出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图甲所示。
②将一细激光束沿方向以某一入射角射入玻璃砖,记录折射光线与半圆弧的交点。
③拿走玻璃砖,标记光线与半圆弧的交点。
④分别过、作的垂线、,、是垂足,并用毫米刻度尺分别测量、的长度和。
⑤改变入射角,重复步骤②③④,得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像,如图乙所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 (多选,填标号)。
A.激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差
B.选择圆心点作为入射点,是因为此处的折射现象最明显
C.若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果偏大
D.保持激光束的位置和方向不变,将玻璃砖向上平移适当距离,可使光线恰好从玻璃砖底部平行于入射光线出射
(2)根据图像,可得玻璃砖的折射率为______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)AD (2)
【解析】(1)A.激光平行度好,光束细,入射点和光路的定位精度远高于插针法,能减小实验误差,故A正确;
B.选择作为入射点,是因为光线从点进入玻璃砖后,在半圆弧面的入射方向始终沿半径(即垂直于圆弧界面),因此在圆弧面不会发生折射,简化了光路测量,并非此处折射现象最明显,故B错误;
C.设玻璃砖实际半径为,描画的偏大半径为,真实光路图及测量光路图如图所示
根据几何关系可知,
则折射率的测量值为
故描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果无误差,故C错误;
D.保持激光方向不变,将玻璃砖向上平移后,做出光路图如图所示
当折射光线到达半圆弧面最低点时,由于出射界面切线与入射界面平行,故最终出射光线与原入射光线平行,实现从玻璃砖底部平行出射,故D正确。
故选AD。
(2)由上述分析可知,入射角及折射角的正弦值分别满足,
故玻璃砖的折射率
即图像的斜率等于玻璃砖的折射率。 从图乙取直线上两点计算斜率,可得斜率约为
即折射率为。
【变式训练1·变载体】如图甲所示,实验小组用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,将白纸平铺在水平桌面上,再把玻璃砖放在白纸上,画半圆直径和玻璃砖的位置(图中实线部分),并且标注圆心。实验过程如下:
①在白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线,连线过圆心;在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针,使挡住___________经玻璃砖折射后的像。
②移除玻璃砖连接,画出玻璃砖关于对称半圆(图中虚线部分),B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,过B、C作法线的垂线、并分别交法线于点、。
③用刻度尺分别测出线段的长度和线段的长度,并将数据记录在表格中。
④改变、的位置,重复上述实验过程。第三次实验时,用刻度尺测得的长度如图乙所示,则的长度___________cm。
⑤实验中测得的和如表所示,则玻璃砖的折射率可表示为___________(保留两位有效数字)。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
(cm)
1.50
3.00
4.50
6.00
7.50
(cm)
1.01
1.99
4.02
4.99
【答案】和 3.08/3.07/3.09 1.5
【解析】[1][2][3]当大头针同时将和的像挡住,是入射光线的折射光线;在界面处发生折射,是入射角,是折射角,根据折射定律,折射率
其中,
和分别为半圆的半径,即折射率
用刻度尺分别测出线段AB的长度和线段CD的长度。刻度尺的最小分度值为1mm,由图可知l2=3.08cm
玻璃砖的折射率
依次求得每次实验的折射率,再求出平均值即可得到玻璃砖的折射率。
【变式训练2·变情境】某同学用激光笔测量一较大块玻璃方砖的折射率,白纸上画了三条相互平行的直线、、,其中、之间的距离是玻璃砖的宽度。先固定激光,再打开光源,沿着光路可以在白纸上描出、、三个点。然后在直线、间放上玻璃砖,光路在直线上相交于点。
(1)在实验过程中,不小心移动了玻璃砖,导致其压住了直线,从玻璃砖上方(垂直纸面)观察直线,被压住部分的线段看起来比未被压住部分________。(选填“高”或“低”)
(2)请补全上图中激光折射光路图,并标出界面的入射角,折射角。
(3)下面表格是该同学测量的数据,实验1中的数据和其他三组明显不同,其原因可能是________,由表格数据可得该玻璃的折射率为________。(保留2位小数)
实验1
实验2
实验3
实验4
入射角(°)
15
45
60
70
折射角(°)
7
28
34
38
0.259
0.707
0.866
0.940
0.122
0.469
0.559
0.616
2.12
1.51
1.55
1.53
【答案】(1)高
(2)
(3)测量入射角和折射角存在偶然误差,入射角较小时,经三角函数放大更加明显 1.53
【解析】(1)被玻璃砖压住的直线a在玻璃砖内部,直线a反射的光从玻璃(光密介质)射出到空气时发生折射,人眼逆着折射光看,得到的虚像位置比实际位置偏高,因此被压住部分看起来比未被压住部分更高。
(2)根据光的折射原理作出光路图如图所示
(3)[1]实验1入射角仅,角度较小时,测量角度的相对误差远大于大角度测量,经三角函数放大更加明显,因此结果偏离正常值。
[2]实验1为异常数据,舍去后对剩余三组
取平均值
因此玻璃折射率为
考点二 用双缝干涉测量光的波长
知识点1 教材原型实验
知●识●解●构
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Δx=λ。
2.实验过程
(1)观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。
②接好光源,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轴线到达光屏。
④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。
⑤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
①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。
②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a1,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,记下此时手轮上的读数an,将该条纹记为第n条亮条纹。
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)。
④改变双缝间的距离d、双缝到屏的距离l,重复测量。
3.数据处理
(1)条纹间距Δx=。
(2)波长λ=Δx。
(3)计算多组数据,求λ的平均值。
4.注意事项
(1)安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当。
(2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。
(3)调节的基本依据:照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行。
考●向●破●译
考向1 实验原理与操作
例1 (2026·北京交通大学附属中学)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜),如图1所示。
(1)图1中M、N、P三个光学元件依次为 。
A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝 C.滤光片、单缝、双缝
(2)如图2所示,测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐,下列操作中可达到目的的是 。
A.仅转动透镜 B.仅转动遮光筒 C.仅转动测量头
(3)关于该实验,下列说法正确的是 。
A.仅撤去滤光片,光屏上仍能观察到干涉图样
B.若将双缝间的距离d减小,光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小
C.仅撤去双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
D.为了减小测量误差,可用测微目镜测出第1条与第n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为
(4)已知双缝间距,并测得双缝到屏的距离 、相邻亮条纹的间距 ,则根据关系式______(用d、l、表示),代入数据可得所测红光波长为______(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)C (2)C (3)AC (4)
【解析】(1)图1中M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝和双缝。故选C。
(2)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,仅转动测量头即可。故选C。
(3)A.仅撤掉滤光片,光屏仍能观察到彩色干涉图样,故A正确;
B.根据条纹间距公式可知,若将双缝间的距离d减小,光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大,故B错误;
C.仅撤掉双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹,故C正确;
D.用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为,故D错误。故选AC。
(4)根据条纹间距公式,可得
代入数据可得
【变式训练1·变考法】(2026·北京理工大学附属中学)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲),并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L;接通电源使光源正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,图甲中a为_________缝,b为_________缝。(均选填“双”或“单”)
(2)若取下红色滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中_________;
A.观察不到干涉条纹
B.可观察到明暗相间的白条纹
C.可观察到彩色条纹
(3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,下列操作可行的是( )
A.将单缝向双缝靠近 B.使用间距更小的双缝
C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 D.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
(4)已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,游标卡尺的读数分别为、(),则入射的单色光波长的计算表达式为_________;分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图丙所示,则其示数为_________mm;在B位置时游标卡尺如图丙所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为_________m。(计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)单 双 (2)C (3)D (4) 111.10
【解析】(1)[1][2]该实验为双缝干涉实验,组装仪器时,需要先利用单缝获得线状光源,可知,图甲中a为单缝,b为双缝。
(2)若取下红色滤光片,白光干涉条纹为彩色的。故选C。
(3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,需要减小条纹间距,根据条纹间距的公式
可知,需要减小双缝到屏的距离L或增大双缝间的距离d。故选D。
(4)[1]根据题意,条纹间距为
两式联立得
[2][3]游标卡尺读数等于主尺读数与游标尺读数之和,所以图示读数为
联立解得
【变式训练2·变考法】(2026·北京第十二中学)我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A.处为双缝,处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间
B.处为单缝,处为双缝,滤光片在凸透镜和之间
C.调节单缝与双缝的位置,并使单缝与双缝相互平行
D.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的某一侧边缘对齐
(2)关于实验现象,下列说法正确的是________。
A.如果将光源换成激光光源,去掉单缝,该实验照样可以完成
B.若仅挡住双缝中的一条缝,屏上的条纹就会全部消失
C.若只将滤光片去掉,屏上出现彩色衍射条纹,中央是白色亮纹
D.若仅换成长度更小的遮光筒可以增加从目镜中观察到的条纹个数
【答案】(1)BC (2)AD
【解析】(1)AB.处应为单缝,处应为双缝,滤光片应放置在凸透镜和之间,故A错误,B正确;
C.实验需保证单缝与双缝相互平行,才能得到清晰的干涉条纹,故C正确;
D.测量亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与亮纹的中心对齐,以减小测量误差,故D错误。故选BC。
(2)A.激光本身是相干性极好的光源,去掉单缝后直接照射双缝仍可产生稳定的干涉现象,实验可以正常完成,故A正确;
B.挡住双缝中的一条缝时,会发生单缝衍射现象,屏上将出现单缝衍射条纹,不会全部消失,故B错误;
C.去掉滤光片后,不同波长的色光干涉条纹间距不同,屏上出现的是彩色干涉条纹,中央为白色亮纹,不是衍射条纹,故C错误;
D.换用长度更小的遮光筒,即双缝到屏的距离减小,由可知条纹间距减小,相同视野范围内可观察到的条纹个数增加,故D正确。故选 AD。
考向2 数量处理与误差分析
例2(2026·北京第十二中学)某研究性学习小组在“测量玻璃的折射率”实验中
(1)该同学正确操作并完成实验记录,画出光路如图甲所示,以入射点为圆心作圆,与入射光线、折射光线的延长线分别交于M、N点,再过M、N点分别作法线的垂线,垂足为、点,则玻璃的折射率________(用图中线段的字母表示)。
(2)另一小组同学在做实验时,选用一横截面为三角形的玻璃砖,放置在如图乙实线位置。插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中,三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图乙中虚线位置,底边仍重合),则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) (2)大于
【解析】(1)根据折射定律,玻璃的折射率,其中为入射角,为折射角
设所作圆的半径为,由几何关系可得,
因,联立解得
(2)如图通过微小平移后,测量的入射角没有发生变化,而测量的折射角偏小从而使折射率的测量值偏大。
【变式训练1·变考法】(2026·北京朝阳·一模)“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,在测量相邻两条亮条纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该条纹定为第1亮条纹,读数记为x1;然后转动手轮,使分划板中心刻线与第6亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图所示,读数记为x2,则 x2=__________mm。若已知双缝间的距离为d,双缝到光屏间的距离为L,由此计算光的波长表达式为λ=_________(用题中字母表示)。
【答案】9.150
【解析】[1]螺旋测微器读数
[2]从第1条亮条纹到第6条亮条纹,相邻亮条纹间距
根据双缝干涉公式,变形得波长表达式
【变式训练2·变考法】 (2026·北京师范大学附属中学)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
(1)双缝应该放置在图1中______ 处填“A”或“B”。
(2)分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为______ mm。
(3)若已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数为x1。转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数为x2,计算波长的公式为______ 用题目中给出的字母表示。
【答案】(1)B (2)3.185 (3)
【解析】(1)根据实验的正确安装顺序可知,A处为单缝,B处为双缝,因此双缝应该放置在图1中B处;
(2)螺旋测微器的精确度为,分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为。
(3)相邻亮条纹之间的距离
根据双缝干涉条纹间距公式
解得
知识点2 实验创新与拓展
知●识●解●构
1.创新实验器材
2.创新实验原理
考●向●破●译
考向1 实验设计创新
例1 图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为d,双缝到光电传感器的距离为L。某次实验时用绿色激光照射,得到图乙所示的光照强度分布图,光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题:
(1)若双缝竖直,则光屏上出现的是一系列___________(填“水平”或“竖直”)的明暗相间的条纹。
(2)只增加激光器的发射功率,光照强度分布图发生的变化是( )
A.光照强度的峰值变大
B.相邻光照强度峰值处水平间距变小
(3)可算出该激光的波长为λ=___________。(用d、a、L表示)
(4)若改用功率相同红色激光照射,光电传感器上条纹间距___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】(1)竖直 (2)A (3) (4)变大
【解析】(1)若双缝竖直,则光屏上出现的是一系列竖直的明暗相间的条纹。
(2)根据条纹间距公式可知,增加激光器的发射功率,条纹间距不变,相邻光照强度峰值处水平间距不变,但光照强度的峰值变大。故选A。
(3)由图可得
所以
(4)由于红光波长更长,根据条纹间距公式可知,若改用功率相同红色激光照射,光电传感器上条纹间距变大。
【变式训练1·变载体】利用光传感器可以分析光的衍射和干涉现象。实验装置如图甲所示,包括激光光源、缝板(单缝、双缝)和光屏(光传感器)。光照信息经计算机处理后,能直观显示出传感器上各点的光照强度,据此可分析条纹特征。
(1)(单选)保持装置的位置和双缝不变,分别测得红光和蓝光的衍射和干涉结果,以下为光屏相同区域内的光强分布图像,其中蓝光的衍射图像是__________。
A. B.
C. D.
(2)(多选)关于该实验,下列描述正确的是__________。
A.该实验用激光作为光源主要因为其相干性好
B.光强分布图像中的波峰位置为亮条纹中心
C.单缝越窄,衍射光强分布图像中央峰值越高
D.光源靠近双缝时,相同区域内观察到的波峰变多
(3)某次双缝干涉实验的光强分布图像如图乙所示,已知双缝到屏的距离为1.2m,双缝的间距为0.2mm,则所用激光的波长为__________nm(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)A (2)AB (3)667
【解析】(1)单缝衍射条纹不等间距,即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹,单缝越窄、波长越长,条纹越宽,由于蓝光的波长小,则条纹宽度窄。
故选A。
(2)A.该实验用激光作为光源主要因为其相干性好,故A正确;
B.光强分布图像中的波峰位置为亮条纹中心,故B正确;
C.单缝越窄,衍射现象越明显,条纹越宽,光强分布越分散,导致光强分布图像中央峰值越低,故C错误;
D.光源靠近双缝时,干涉图像条纹间距不变,相同区域内观察到的波峰不变,故D错误。故选AB。
(3)由图乙可知,干涉图像条纹间距
由公式
可得,所用激光的波长为
【变式训练2·变情境】图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置,单色光源在铁架台的最上端,中间是刻有双缝的挡板,下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器,沿矩形长边分布着许多光敏单元,传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀,若厚度不均匀,进一步精确测量其厚度差。(计算结果均保留2位有效数字)
请回答下面问题:
(1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长:调整双缝的高度和光传感器位置,显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示,则相邻两条亮纹(或暗纹)间距Δx=______mm;该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm,已知双缝间距d0=0.25mm,则该单色光的波长λ=______m;
(2)保持双缝和光传感器的位置不变,将玻璃板紧贴挡板放置,如图丙所示,此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示,说明______(选填“S1”或“S2”)处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5,则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd=______m。
【答案】(1)1.6 7.5×10-7 (2)S2 3.0×10-6
【解析】(1)[1]由图可知,相邻亮条纹间距为
[2]根据条纹间距公式可得
(2)[1]当玻璃板紧贴挡板放置时,光线通过玻璃板后会产生光程差,由于玻璃对光的折射率大于空气,光在玻璃中传播的速度较慢,因此通过玻璃板的光线的光程增大,由乙图可知,干涉条纹向右移动,说明光线通过S2处玻璃板后的光程比S1长,所以S2处玻璃较厚;
[2]由乙图可知,条纹移动了两个条纹间距,则,
代入数据解得
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2024·北京·高考)某同学测量玻璃的折射率,作出了如图所示的光路图,测出了入射角i和折射角r,则此玻璃的折射率n = _____。
【答案】
【解析】根据折射定律有
sini = nsinr
解得
2.(2026·黑吉辽蒙·高考)如图(a),某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时,发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关,于是设计了如下验证实验。
如图(b),在白纸上描出玻璃砖的两个边和,使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面,在光束1上靠近光源处标记点,在光束1与的交点处标记点,在光束2与的交点处标记点。
移走测距仪和玻璃砖。如图(c),过点作的垂线,连接和,以为圆心、为半径作圆弧,与交于点。分别测量、到的距离,记为和。
改变入射角多次测量,记录多组数据,计算玻璃砖折射率及其平均值。结果表明,测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。
回答下列问题:
(1)上述实验过程中,下列说法正确的是__________(单选)。
A.点只能标记在光束1上靠近光源处
B.点只能标记在光束2与的交点处
C.只能以为半径作圆弧
(2)处理数据时,__________(用、表示)。
(3)该同学推测,测距仪是通过测量激光的传播时间来计算距离的,则该测距仪示数是通过__________(选填“”或“”,和分别是激光在真空和介质中的速度)计算的。
(4)该同学将深度为的不锈钢杯装满水(折射率为1.33)后,测量此杯深度,若测距仪的示数接近__________(保留至小数点后1位),则符合他的推测。
【答案】(1)B (2) (3) (4)21.3
【解析】(1)AB.实验中标记点和点是为了确定入射光线和折射光线的方向,点的位置可以选取入射光线上的任意位置,光线在玻璃砖中发生折射,玻璃砖上不能标记,只能标记光从玻璃砖中射出的点,故A错误,B正确;
C.作圆弧时,半径的长度可以任意选择,再用几何关系得出入射角和折射角的正弦值的表达式即可,故C错误。故选B。
(2)根据题图可得入射角正弦值的表达式为,折射角的表示为,则折射率为
(3)测距仪默认激光在真空中的速度c计算距离,激光往返,因此示数按计算。
(4)设实际深度为
水的折射率
激光往返时间
其中
测距仪示数
联立可得
即测距仪的示数接近,则符合他的推测。
3.(2024·安徽·高考)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验.
(1)为测量玻璃的折射率,按如图所示进行实验,以下表述正确的一项是________。(填正确答案标号)
A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B.在玻璃砖一侧插上大头针、,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使把挡住,这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧,插上大头针,使它把、都挡住,再插上大头针,使它把、、都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点
C.实验时入射角应尽量小一些,以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系,分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面.保持相同的入射角,根据实验结果作出光路图,并标记红光和绿光,如图乙所示.此实验初步表明:对于同一种介质,折射率与光的频率有关.频率大,折射率________(填“大”或“小”)
(3)为探究折射率与介质材料的关系,用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质,如图丙、丁所示。保持相同的入射角,测得折射角分别为、,则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“”或“”)。此实验初步表明:对于一定频率的光,折射率与介质材料有关。
【答案】(1)B (2)大 (3)
【解析】(1)A.在白纸上画出一条直线a作为界面,把长方体玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与a对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出直线代表玻璃砖的另一边,而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和,故A错误;
B.在玻璃砖一侧插上大头针、,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使把挡住,这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧,插上大头针,使它把、都挡住,再插上大头针,使它把、、都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点,故B正确;
C.实验时入射角应尽量大一些,但也不能太大(接近),以减小实验误差,故C错误;故选B。
(2)由图乙可知,入射角相同,绿光的折射角小于红光的折射角,根据光的折射定律
可知绿光的折射率大于红光的折射率,又因为绿光的频率大于红光的频率,所以频率大,折射率大。
(3)根据折射定律可知,玻璃的折射率为
该介质的折射率为
其中
所以
4.(2025·北京·真题)(1)下列实验操作,正确的是________(填选项前的字母)。
A.用单摆测重力加速度时,在最高点释放摆球并同时开始计时
B.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时,使用多用电表的交流电压挡测电压
C.用多用电表测电阻前应先把两表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
(2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
①双缝应该放置在图1中________处(填“A”或“B”)。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为________。
【答案】(1)BC (2)B 3.185(3.183~3.187)
【解析】(1)A.最高点小球速度为0,有加速过程造成摆动不明显,计时不准确,摆球在最低点速度最快,因此需要在最低点开始计时,A错误;
B.变压器原、副线圈上为交变电压,使用多用电表的交流电压挡测量,B正确;
C.用多用电表测电阻之前需要先进行欧姆调零,C正确。故选BC。
(2)[1]双缝应置于单缝后边,因此A为单缝,B为双缝;
[2]螺旋测微器读数为
5.(2026·山东·高考)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。
(1)如图甲所示,将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上,打开光源,调整光路,此过程中应避免激光直接射入眼睛,因为激光具有__________(填“亮度高”或“相干性好”)的特点。
(2)调整光路后,各器件位置如图甲所示,双缝到光传感器的距离______cm。
(3)连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm,则条纹间距_______mm(保留两位有效数字)。
(4)利用公式_______________(用、和表示),某同学计算得该激光的波长为,此波长的光为电磁波中的__________(填“红外线”“可见光”或“紫外线”)。
【答案】(1)亮度高 (2)31.25(31.23~31.27) (3)0.40 (4) 可见光
【解析】(1)激光的亮度高特点使它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,如果直接射入眼睛会对眼睛造成不可逆转的伤害。
(2)根据题图甲可知,双缝所在位置为
光传感器所在的位置为
因此双缝到光传感器的距离
(3)根据题图乙可知,区域有6个条纹间距,则条纹间距
(4)[1]根据双缝干涉条纹间距公式
得
[2]波长在可见光波段,因此此波长的光为电磁波中的可见光。
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第66讲 实验17:测量玻璃的折射率
实验18:用双缝干涉测量光的波长
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 测量玻璃的折射率
知识点1 教材原型实验
考向1 实验原理与操作 重 考向2 数据处理及误差分析 重
知识点2 实验创新与拓展
考向3 实验器材创新 考向4 实验数据处理创新
考点二 用双缝干涉测量光的波长
知识点1 教材原型实验
考向1 实验原理与操作 重 考向2 数据处理及误差分析 重
知识点2 实验创新与拓展
考向3 实验设计创新
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
核心考点
2026年
2025年
2024年
测量玻璃的折射率
北京,T15(2)
——
北京,T15(1)
用双缝干涉测量光的波长
——
北京,T15(2)
——
考情分析
题型与考向:高考对这两个光学实验大多以选择题、实验填空的形式出现,通常情况下难度适中,常会依托实操装置作为试题背景,考查对实验原理、操作步骤、仪器读数的理解与辨析,同时涉及折射率、光波波长相关运算,侧重分析不当操作带来的实验误差以及干涉、折射相关图像的识别。
情境与立意:
1.生活实践类:全反射棱镜、光导纤维、增透膜、偏振滤光片、激光等。
2.学习探究类:折射定律、全反射、测量玻璃的折射率、光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、用双缝干涉测量光的波长。
复习目标
1.掌握测量折射率的原理及方法。
2.学会用插针法确定光路,并会测量玻璃的折射率。
3.掌握由Δx=λ测光的波长的原理,并能测单色光波长。
4.观察单色光的双缝干涉图样,掌握用测量头测量条纹间距的方法。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 测量玻璃的折射率
知识点1 教材原型实验
知●识●解●构
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n=或n=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,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P3和P1、P2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O、O'得线段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,算出不同入射角时的,并取平均值。
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sin θ1-sin θ2的图像,由n=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,交入射光线AO于E点,交折射光线OO'于E'点,过E作NN'的垂线EH,过E'作NN'的垂线E'H',分别交NN'于点H、H',如图所示,sin θ1=,sin θ2=,OE=OE'=R,则n==。只要用刻度尺量出EH、E'H'的长度就可以求出n。
5.注意事项
(1)玻璃砖要用厚度较大的。
(2)入射角不宜过大或过小,一般控制在30°到60°之间。
(3)大头针要竖直插在白纸上,且距离应适当大一些。
(4)玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。
6.误差分析
(1)入射光线、出射光线的确定造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些。
(2)入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差。
考●向●破●译
考向1 实验原理与操作
例1 (2026·北京昌平·一模)在“测量玻璃折射率”的实验中,图中、、、为所插大头针的位置,下列插针步骤正确的是___________
A.在入射光线AO上插入两枚大头针,即为、处,并使其距离稍大些
B.在侧插入第3枚大头针,使其与连线与AO平行,确定位置
C.在侧插入第4枚大头针,使其挡住处的大头针,确定位置
【变式训练1·变情境】(2026·北京丰台·二模)在“测量玻璃的折射率”实验中,通过“插针法”绘制的光路图如图所示。关于此实验下列说法正确的是( )
A.插大头针时,P4必须同时挡住P1、P2和P3三根大头针
B.相邻两个大头针插得较近可提高测量精度
C.更换MN面和PQ面间距离更小的玻璃砖可提高测量精度
D.该实验也可以用MN面和PQ面不平行的玻璃砖完成
【变式训练2·变载体】(2026·北京交通大学附属中学)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,作出的光路图如图甲所示。
(1)在插大头针时 。
A.只需挡住的像
B.只需挡住的像
C.需要挡住,同时挡住、的像中的任意一个
D.需要挡住,同时挡住、的像
(2)下列措施能够提高实验准确度的是 。
A.减小和之间的距离
B.减小、连线与玻璃砖分界面法线的夹角
C.选用宽度较大的玻璃砖
D.用入射界面与出射界面平行的玻璃砖
(3)该同学在插针时不小心插得偏右了一点,则折射率的测量值______(选填“偏大”“偏小”“不变”)。
(4)另一同学操作正确,根据实验记录在白纸上画出光线的径迹,过入射光线上A点作法线的平行线交折射光线的反向延长线于B点,再过B点作法线的垂线,垂足为C点,如图乙所示,其中OB:OA::2:,则玻璃的折射率______。
考向2 数据处理及误差分析
例2 (2026·北京西城·一模)某同学测量玻璃的折射率,作出了如图所示的光路图。他以O点为圆心画圆,与入射光线和折射光线分别交于P和Q,由P和Q做法线的垂线,测量垂线段的长度,记为PM和QN,则此玻璃的折射率_______。
【变式训练1·变情境】(2026·北京东城区)在做测定玻璃折射率的实验中,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针和,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使的像被的像挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针,使挡住的像,挡住和的像,在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓,如图所示。
(1)为了测出玻璃的折射率,请在图中画出相应的光路图,并标出需要测量的物理量。
(2)折射率的表达式为_________。
【变式训练2·变载体】(2026·北京理工大学附属中学)如图甲所示,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,平行玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是( )
A.插上大头针,使仅挡住的像
B.插上大头针,使挡住的像和的像
C.插上大头针,使仅挡住
D.插上大头针,使挡住和、的像
(2)过、作直线交于,连接,测量图甲中角和的大小,则玻璃砖的折射率_________。
(3)某同学在测量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,OA为半径画圆,交延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图乙所示,若他测得,,则可求出玻璃的折射率_________。
(4)对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是( )
A.入射角越小,折射率的测量越准确
B.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
C.无论光以什么角度从射入,经一次折射后达到界面都能射出
D.如图所示,如果误将玻璃砖的边画到(与平行),折射率的测量值将偏小
知识点2 实验创新与拓展
知●识●解●构
1.创新实验原理
2.创新实验过程
3.创新实验器材
甲 乙
考●向●破●译
考向3 实验器材创新
例3 图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置,由一端有转轴的主支架和两根与主支架垂直的分支架1和2组成,分支架1上沿其轴线方向固定一支激光笔,一直角扇形量角盘固定在主支架和分支架1之间,交点处用细线悬挂一重锤,分支架2上放置装有待测液体的透明容器,整个装置可绕转轴在竖直面内转动。
(1)打开激光笔开关,让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路,缓慢转动装置,为了使透射出液面的光线消失,主支架绕转轴的转动方向为________(填“顺时针”或“逆时针”);
(2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ,则该待测液体的折射率的表达式为________,越靠近激光笔,标注的折射率值________(填“越大”“不变”或“越小”);
(3)若容器壁稍增厚,则激光在液面处的入射角________(填“增大”“不变”或“减小”)。
【变式训练1·变载体】某同学采用激光笔和标有角度的光具盘(如图甲所示)测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下:将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合,使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐,随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后,依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题:
(1)求半圆形玻璃砖的折射率n;
(2)已知半圆形玻璃砖的直径为d,光在真空中传播的速度为c,求该激光经过玻璃砖所用时间t。
【变式训练2·变载体】某兴趣小组为测量一半圆形玻璃砖的折射率,步骤如下:
A.将白纸固定在水平木板上,并在白纸上建立直角坐标系Oxy;
B.将半圆形玻璃砖平放在白纸上,使圆心与原点O重合、底边与y轴重合;
C.用与木板平行的细激光束垂直底边照射,记录圆弧上光的出射点P和折射光线与x轴的交点Q,如图甲所示;
D.用刻度尺测出线段PQ、OQ长度分别为L1、L2;
E.改变入射光线位置,测量多组L1、L2值;
F.描绘出L2-L1图像,如图乙所示。
根据以上步骤回答下列问题:
(1)在步骤C中,当观察到底边处的反射光线与入射光线_____时,说明入射光与底边恰好垂直;
(2)由图乙测得玻璃砖的折射率n=______(结果保留两位有效数字);
(3)若在放置玻璃砖时,圆心与O重合,底边与y轴未重合,顺时针转过一个小角度,如图丙所示,仍让激光束垂直底边照射,则测得的折射率______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
考向4 实验数据处理创新
例4 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率,具体步骤如下:
①平铺白纸,用铅笔画两条互相垂直的直线和,交点为。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴,并使其圆心位于点,画出玻璃砖的半圆弧轮廓线,如图甲所示。
②将一细激光束沿方向以某一入射角射入玻璃砖,记录折射光线与半圆弧的交点。
③拿走玻璃砖,标记光线与半圆弧的交点。
④分别过、作的垂线、,、是垂足,并用毫米刻度尺分别测量、的长度和。
⑤改变入射角,重复步骤②③④,得到多组x和y的数据。根据这些数据作出图像,如图乙所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 (多选,填标号)。
A.激光的平行度好,比用插针法测量更有利于减小误差
B.选择圆心点作为入射点,是因为此处的折射现象最明显
C.若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径,则折射率的测量结果偏大
D.保持激光束的位置和方向不变,将玻璃砖向上平移适当距离,可使光线恰好从玻璃砖底部平行于入射光线出射
(2)根据图像,可得玻璃砖的折射率为______。(结果保留两位有效数字)
【变式训练1·变载体】如图甲所示,实验小组用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,将白纸平铺在水平桌面上,再把玻璃砖放在白纸上,画半圆直径和玻璃砖的位置(图中实线部分),并且标注圆心。实验过程如下:
①在白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线,连线过圆心;在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针,使挡住___________经玻璃砖折射后的像。
②移除玻璃砖连接,画出玻璃砖关于对称半圆(图中虚线部分),B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,过B、C作法线的垂线、并分别交法线于点、。
③用刻度尺分别测出线段的长度和线段的长度,并将数据记录在表格中。
④改变、的位置,重复上述实验过程。第三次实验时,用刻度尺测得的长度如图乙所示,则的长度___________cm。
⑤实验中测得的和如表所示,则玻璃砖的折射率可表示为___________(保留两位有效数字)。
实验次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
(cm)
1.50
3.00
4.50
6.00
7.50
(cm)
1.01
1.99
4.02
4.99
【变式训练2·变情境】某同学用激光笔测量一较大块玻璃方砖的折射率,白纸上画了三条相互平行的直线、、,其中、之间的距离是玻璃砖的宽度。先固定激光,再打开光源,沿着光路可以在白纸上描出、、三个点。然后在直线、间放上玻璃砖,光路在直线上相交于点。
(1)在实验过程中,不小心移动了玻璃砖,导致其压住了直线,从玻璃砖上方(垂直纸面)观察直线,被压住部分的线段看起来比未被压住部分________。(选填“高”或“低”)
(2)请补全上图中激光折射光路图,并标出界面的入射角,折射角。
(3)下面表格是该同学测量的数据,实验1中的数据和其他三组明显不同,其原因可能是________,由表格数据可得该玻璃的折射率为________。(保留2位小数)
实验1
实验2
实验3
实验4
入射角(°)
15
45
60
70
折射角(°)
7
28
34
38
0.259
0.707
0.866
0.940
0.122
0.469
0.559
0.616
2.12
1.51
1.55
1.53
考点二 用双缝干涉测量光的波长
知识点1 教材原型实验
知●识●解●构
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Δx=λ。
2.实验过程
(1)观察双缝干涉图样
①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图所示。
②接好光源,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轴线到达光屏。
④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。
⑤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
①安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹。
②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a1,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,记下此时手轮上的读数an,将该条纹记为第n条亮条纹。
③用刻度尺测量双缝与光屏间距离l(d是已知的)。
④改变双缝间的距离d、双缝到屏的距离l,重复测量。
3.数据处理
(1)条纹间距Δx=。
(2)波长λ=Δx。
(3)计算多组数据,求λ的平均值。
4.注意事项
(1)安装时,要保证光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当。
(2)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。
(3)调节的基本依据:照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴;干涉条纹不清晰,一般原因是单缝与双缝不平行。
考●向●破●译
考向1 实验原理与操作
例1 (2026·北京交通大学附属中学)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜),如图1所示。
(1)图1中M、N、P三个光学元件依次为 。
A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝 C.滤光片、单缝、双缝
(2)如图2所示,测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐,下列操作中可达到目的的是 。
A.仅转动透镜 B.仅转动遮光筒 C.仅转动测量头
(3)关于该实验,下列说法正确的是 。
A.仅撤去滤光片,光屏上仍能观察到干涉图样
B.若将双缝间的距离d减小,光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小
C.仅撤去双缝,在光屏上可能观察到明暗相间的条纹
D.为了减小测量误差,可用测微目镜测出第1条与第n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为
(4)已知双缝间距,并测得双缝到屏的距离 、相邻亮条纹的间距 ,则根据关系式______(用d、l、表示),代入数据可得所测红光波长为______(计算结果保留两位有效数字)。
【变式训练1·变考法】(2026·北京理工大学附属中学)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲),并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L;接通电源使光源正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,图甲中a为_________缝,b为_________缝。(均选填“双”或“单”)
(2)若取下红色滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中_________;
A.观察不到干涉条纹
B.可观察到明暗相间的白条纹
C.可观察到彩色条纹
(3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,下列操作可行的是( )
A.将单缝向双缝靠近 B.使用间距更小的双缝
C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 D.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
(4)已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,游标卡尺的读数分别为、(),则入射的单色光波长的计算表达式为_________;分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图丙所示,则其示数为_________mm;在B位置时游标卡尺如图丙所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为_________m。(计算结果保留两位有效数字)
【变式训练2·变考法】(2026·北京第十二中学)我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A.处为双缝,处为单缝,滤光片在光源和凸透镜之间
B.处为单缝,处为双缝,滤光片在凸透镜和之间
C.调节单缝与双缝的位置,并使单缝与双缝相互平行
D.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的某一侧边缘对齐
(2)关于实验现象,下列说法正确的是________。
A.如果将光源换成激光光源,去掉单缝,该实验照样可以完成
B.若仅挡住双缝中的一条缝,屏上的条纹就会全部消失
C.若只将滤光片去掉,屏上出现彩色衍射条纹,中央是白色亮纹
D.若仅换成长度更小的遮光筒可以增加从目镜中观察到的条纹个数
考向2 数量处理与误差分析
例2(2026·北京第十二中学)某研究性学习小组在“测量玻璃的折射率”实验中
(1)该同学正确操作并完成实验记录,画出光路如图甲所示,以入射点为圆心作圆,与入射光线、折射光线的延长线分别交于M、N点,再过M、N点分别作法线的垂线,垂足为、点,则玻璃的折射率________(用图中线段的字母表示)。
(2)另一小组同学在做实验时,选用一横截面为三角形的玻璃砖,放置在如图乙实线位置。插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中,三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图乙中虚线位置,底边仍重合),则三棱镜玻璃材料折射率的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【变式训练1·变考法】(2026·北京朝阳·一模)“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,在测量相邻两条亮条纹的间距时,先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐,将该条纹定为第1亮条纹,读数记为x1;然后转动手轮,使分划板中心刻线与第6亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图所示,读数记为x2,则 x2=__________mm。若已知双缝间的距离为d,双缝到光屏间的距离为L,由此计算光的波长表达式为λ=_________(用题中字母表示)。
【变式训练2·变考法】 (2026·北京师范大学附属中学)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
(1)双缝应该放置在图1中______ 处填“A”或“B”。
(2)分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为______ mm。
(3)若已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数为x1。转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数为x2,计算波长的公式为______ 用题目中给出的字母表示。
知识点2 实验创新与拓展
知●识●解●构
1.创新实验器材
2.创新实验原理
考●向●破●译
考向1 实验设计创新
例1 图甲为研究光的干涉现象的实验装置。已知双缝间的距离为d,双缝到光电传感器的距离为L。某次实验时用绿色激光照射,得到图乙所示的光照强度分布图,光照强度峰值处为各亮条纹中心。请回答下列问题:
(1)若双缝竖直,则光屏上出现的是一系列___________(填“水平”或“竖直”)的明暗相间的条纹。
(2)只增加激光器的发射功率,光照强度分布图发生的变化是( )
A.光照强度的峰值变大
B.相邻光照强度峰值处水平间距变小
(3)可算出该激光的波长为λ=___________。(用d、a、L表示)
(4)若改用功率相同红色激光照射,光电传感器上条纹间距___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【变式训练1·变载体】利用光传感器可以分析光的衍射和干涉现象。实验装置如图甲所示,包括激光光源、缝板(单缝、双缝)和光屏(光传感器)。光照信息经计算机处理后,能直观显示出传感器上各点的光照强度,据此可分析条纹特征。
(1)(单选)保持装置的位置和双缝不变,分别测得红光和蓝光的衍射和干涉结果,以下为光屏相同区域内的光强分布图像,其中蓝光的衍射图像是__________。
A. B.
C. D.
(2)(多选)关于该实验,下列描述正确的是__________。
A.该实验用激光作为光源主要因为其相干性好
B.光强分布图像中的波峰位置为亮条纹中心
C.单缝越窄,衍射光强分布图像中央峰值越高
D.光源靠近双缝时,相同区域内观察到的波峰变多
(3)某次双缝干涉实验的光强分布图像如图乙所示,已知双缝到屏的距离为1.2m,双缝的间距为0.2mm,则所用激光的波长为__________nm(结果保留三位有效数字)。
【变式训练2·变情境】图甲为用光传感器做双缝干涉实验的装置,单色光源在铁架台的最上端,中间是刻有双缝的挡板,下面带有白色狭长矩形的小盒是光传感器,沿矩形长边分布着许多光敏单元,传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后,在显示器上显示出来。某实验小组要用该装置在暗室里检测一块玻璃板的厚度是否均匀,若厚度不均匀,进一步精确测量其厚度差。(计算结果均保留2位有效数字)
请回答下面问题:
(1)该小组同学检测前先测量所用单色光的波长:调整双缝的高度和光传感器位置,显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的实线所示,则相邻两条亮纹(或暗纹)间距Δx=______mm;该小组又测得双缝到光传感器的距离L=53.33cm,已知双缝间距d0=0.25mm,则该单色光的波长λ=______m;
(2)保持双缝和光传感器的位置不变,将玻璃板紧贴挡板放置,如图丙所示,此时显示器上显示的干涉条纹光强分布如图乙中的虚线所示,说明______(选填“S1”或“S2”)处玻璃板较厚。已知玻璃板对该单色光的折射率为n=1.5,则S1与S2两处玻璃板的厚度差Δd=______m。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2024·北京·高考)某同学测量玻璃的折射率,作出了如图所示的光路图,测出了入射角i和折射角r,则此玻璃的折射率n = _____。
2.(2026·黑吉辽蒙·高考)如图(a),某同学利用激光测距仪分别在①、②位置测量玻璃砖厚度时,发现两次示数差异较大。他猜想这可能与玻璃砖的折射率有关,于是设计了如下验证实验。
如图(b),在白纸上描出玻璃砖的两个边和,使激光沿纸面以某一角度入射到玻璃砖侧面,在光束1上靠近光源处标记点,在光束1与的交点处标记点,在光束2与的交点处标记点。
移走测距仪和玻璃砖。如图(c),过点作的垂线,连接和,以为圆心、为半径作圆弧,与交于点。分别测量、到的距离,记为和。
改变入射角多次测量,记录多组数据,计算玻璃砖折射率及其平均值。结果表明,测距仪在①、②位置测量时的示数比值与此平均值近似相等。
回答下列问题:
(1)上述实验过程中,下列说法正确的是__________(单选)。
A.点只能标记在光束1上靠近光源处
B.点只能标记在光束2与的交点处
C.只能以为半径作圆弧
(2)处理数据时,__________(用、表示)。
(3)该同学推测,测距仪是通过测量激光的传播时间来计算距离的,则该测距仪示数是通过__________(选填“”或“”,和分别是激光在真空和介质中的速度)计算的。
(4)该同学将深度为的不锈钢杯装满水(折射率为1.33)后,测量此杯深度,若测距仪的示数接近__________(保留至小数点后1位),则符合他的推测。
3.(2024·安徽·高考)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验.
(1)为测量玻璃的折射率,按如图所示进行实验,以下表述正确的一项是________。(填正确答案标号)
A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和
B.在玻璃砖一侧插上大头针、,眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针,使把挡住,这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧,插上大头针,使它把、都挡住,再插上大头针,使它把、、都挡住,这样就可以确定出射光线和出射点
C.实验时入射角应尽量小一些,以减小实验误差
(2)为探究介质折射率与光的频率的关系,分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面.保持相同的入射角,根据实验结果作出光路图,并标记红光和绿光,如图乙所示.此实验初步表明:对于同一种介质,折射率与光的频率有关.频率大,折射率________(填“大”或“小”)
(3)为探究折射率与介质材料的关系,用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质,如图丙、丁所示。保持相同的入射角,测得折射角分别为、,则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“”或“”)。此实验初步表明:对于一定频率的光,折射率与介质材料有关。
4.(2025·北京·真题)(1)下列实验操作,正确的是________(填选项前的字母)。
A.用单摆测重力加速度时,在最高点释放摆球并同时开始计时
B.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时,使用多用电表的交流电压挡测电压
C.用多用电表测电阻前应先把两表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
(2)用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。
①双缝应该放置在图1中________处(填“A”或“B”)。
②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时,手轮上的示数如图2所示,读数为________。
5.(2026·山东·高考)某实验小组用光传感器做双缝干涉实验并测量光的波长。
(1)如图甲所示,将激光光源、间距的双缝和光传感器依次安装在光具座上,打开光源,调整光路,此过程中应避免激光直接射入眼睛,因为激光具有__________(填“亮度高”或“相干性好”)的特点。
(2)调整光路后,各器件位置如图甲所示,双缝到光传感器的距离______cm。
(3)连接光传感器至计算机,得到干涉条纹的光强分布如图乙所示。测得区域的宽度为2.40 mm,则条纹间距_______mm(保留两位有效数字)。
(4)利用公式_______________(用、和表示),某同学计算得该激光的波长为,此波长的光为电磁波中的__________(填“红外线”“可见光”或“紫外线”)。
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