Question

【題目】甲、乙兩個(gè)研究小組的同學(xué)去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行光學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究：

（1）甲研究小組根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖所示，在一個(gè)圓盤(pán)上，過(guò)圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)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(qū)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(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)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(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的折射率的值為_____

（2）乙實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示將實(shí)驗(yàn)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(guī)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(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標(biāo)尺）上有20分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對(duì)齊，如圖乙所示，此時(shí)測(cè)量頭上主尺和副尺的示數(shù)情況如圖丙所示，此示數(shù)為_______mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻度線與圖丙中條紋B中心對(duì)齊，測(cè)得A到B條紋間的距離為8.40mm．利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長(zhǎng)λ=________m（保留2位有效數(shù)字）．

②另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好．若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置作了一下改動(dòng)后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加．以下改動(dòng)可能實(shí)現(xiàn)這個(gè)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(yuǎn)離雙縫移動(dòng)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(duì)應(yīng)的入射角較大，根據(jù)折射定律可知，P4處對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的折射率的值為：。

（2）①圖中游標(biāo)卡尺的主尺的刻度為0，游標(biāo)尺的第5刻度與上邊對(duì)齊，則讀數(shù)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(gè)條紋寬度，則：

根據(jù)公式

得：mm≈4.8×10-7m
②對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置作了一下改動(dòng)后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)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(cuò)誤；僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動(dòng)少許，λ、L與d都不變，則△x不變。故B錯(cuò)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(cuò)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。