Question

【題目】甲、乙兩個研究小組的同學去實驗室進行光學實驗的研究：

（1）甲研究小組根據所學的光學知識，設計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示，在一個圓盤上，過圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，然后在圖中右上方區域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則

①圖中P3、P4兩位置中對應的折射率較大的是____（填P3或P4）

②若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應的折射率的值為_____

（2）乙實驗小組進行“用雙縫干涉測光的波長”實驗，如圖甲所示將實驗儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距d=0.20mm的雙縫屏．從儀器注明的規格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=700mm．然后，接通電源使光源正常工作．

①已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標尺）上有20分度．某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖乙所示，此時測量頭上主尺和副尺的示數情況如圖丙所示，此示數為_______mm；接著再轉動手輪，使分劃板中心刻度線與圖丙中條紋B中心對齊，測得A到B條紋間的距離為8.40mm．利用上述測量結果，經計算可得經濾光片射向雙縫的色光的波長λ=________m（保留2位有效數字）．

②另一同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現象效果很好．若他對實驗裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數目有所增加．以下改動可能實現這個效果的是_______

A．僅將濾光片移至單縫和雙縫之間

B．僅將單縫遠離雙縫移動少許

C．僅將單縫與雙縫的位置互換

D．僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片

Answer 1

【答案】（1）①P4 ② （2）①0.25mm ； 4.8×10-7 m ②D

【解析】

（1）①P4處對應的入射角較大，根據折射定律可知，P4處對應的折射率較大。

②由圖看出，入射角為 i=∠AOF=30°，折射角r=∠EOP3=90°-30°=60°，則P3處所對應的折射率的值為：。

（2）①圖中游標卡尺的主尺的刻度為0，游標尺的第5刻度與上邊對齊，則讀數為：0mm+0.05×5=0.25mm，A到B條紋間的距離為8.40mm，由圖可知A到B條紋間的距離為5個條紋寬度，則：

根據公式

得：mm≈4.8×10-7m
②對實驗裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數目有所增加，可知各條紋的寬度減小。由公式得：僅將濾光片移至單縫和雙縫之間，λ、L與d都不變，則△x不變。故A錯誤；僅將單縫遠離雙縫移動少許，λ、L與d都不變，則△x不變。故B錯誤；僅將單縫與雙縫的位置互換，將不能正常觀察雙縫干涉。故C錯誤；僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片，λ減小，L與d都不變，則△x減小。故D正確。