Question

【题目】甲、乙两个研究小组的同学去实验室进行光学实验的研究：

（1）甲研究小组根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一个圆盘上，过圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，然后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则

①图中P3、P4两位置中对应的折射率较大的是____（填P3或P4）

②若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为_____

（2）乙实验小组进行“用双缝干涉测光的波长”实验，如图甲所示将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm．然后，接通电源使光源正常工作．

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为_______mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与图丙中条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=________m（保留2位有效数字）．

②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是_______

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间

B．仅将单缝远离双缝移动少许

C．仅将单缝与双缝的位置互换

D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片

Answer 1

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

【解析】

（1）①P4处对应的入射角较大，根据折射定律可知，P4处对应的折射率较大。

②由图看出，入射角为 i=∠AOF=30°，折射角r=∠EOP3=90°-30°=60°，则P3处所对应的折射率的值为：。

（2）①图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×5=0.25mm，A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则：

根据公式

得：mm≈4.8×10-7m
②对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小。由公式得：仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则△x不变。故A错误；仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L与d都不变，则△x不变。故B错误；仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉。故C错误；仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则△x减小。故D正确。