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(共55张PPT)
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
目 录
CONTENTS
实验基础必备
教材原型实验
课时跟踪检测
实验基础必备
一、测量玻璃的折射率
原理与器材
1.实验原理
通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O'D，从而画出折射光线OO'，测量出折射角θ2，再根据n＝ 计算出玻璃的折射率。
2.实验器材
木板、白纸、 、大头针、图钉、量角器、 、铅笔等
　
玻璃砖　
三角板　
实验操作
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
NN'。
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 挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住
，再插上P4，使P4挡住P3和 。
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'D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
P2的像　
P1、
P2的像　
P1、P2的像　
注意事项
1.玻璃砖要用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差
较大。
2.大头针要竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O'
之间距离要 。
3.入射角θ1不宜太大（接近90°），也不宜太小（接近0°），30°到
60°之间为宜。
4.操作时手不能触摸玻璃砖的 ，也不能把玻璃砖界面当
作 ，玻璃砖的折射面要画准。
5.实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置
稍大一些　
光洁光学面　
尺子画线　
不能改变　
数据 处理 1.计算法：算出不同入射角时的n＝ ，并取平均值。
2.作sin θ1-sin θ2图像法：由n＝可知图像应是过原点
的 ，如图甲所示，其斜率为折射率n。
　
直线　
数据 处理 3.“单位圆”法：如图乙所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE
＝OE'＝R，则n＝＝ 　　
误差 分析 1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，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
　
二、用双缝干涉测量光的波长
实验原理
如图所示，相邻两条亮（暗）条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、
S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx＝ ，因此，只要测出
Δx、d、l即可测出波长λ。
λ　
实验操作
1.安装调整仪器（如图）
（1）将光源、 、 依次安放在光具座上。
（2）接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。调节各部件的高度，使
光源灯丝发出的光能沿 到达光屏。
（3）安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的
缝 。
遮光筒　
毛玻璃屏　
轴线　
平行　
实验操作
2.测量记录数据
（1）调单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的干涉条纹。
（2）在单缝和光源间放上滤光片，观察 的干涉条纹。
（3）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下
手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线
与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两亮
条纹间的距离Δx＝ 。
（4）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长
单色光　
　
注意事项
1.调节双缝干涉仪，保证光源、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴，则
光源发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
2.保持单缝和双缝平行，中心位于遮光筒的轴线上。
3.调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐。
4.不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算平均值得到Δx，可以减
小误差
数据 处理 1.条纹间距：Δx＝ 。
2.波长：λ＝ 。
3.测量多组数据，求λ的平均值
误差 分析 1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。
2.测条纹间距Δx带来的误差如下：
（1）干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
（2）误认为Δx为亮（暗）条纹的宽度。
（3）分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条
纹中心。
（4）测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹
数未数清
　
Δx　
教材原型实验
（2026·浙江金华一模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸
上放好平行玻璃砖，a和a'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图a所示。
在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，
并插上大头针P3，使其挡住P2、P1的像；接着插上大头针P4，使其挡住
P3、P2和P1的像，用“·”表示大头针的位置，这样大头针P1、P2就确定了
射入玻璃砖的光线。
（1）正确作出光路图后，测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变
入射角，测得多组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦
值，画出了如图b所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝
（保留2位有效数字）。
1.5　
解析： 根据折射定律n＝
sin r＝·sin i
根据图像得＝
解得n＝1.5。
（2）如图c所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了
一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画
的，则所测得的折射率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
偏大　
解析：如图所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，入射角i不变，导致折射角r偏小，则所测得的折射率将偏大。
（2025·福建高考12题）（1）为测糖水的折射率与浓度的关系，设
计如下实验：某次射入激光，测得数据如图甲所示，则糖水的折射率
为 。
解析： 根据题图甲由几何关系可知，入射角的正弦值sin i＝，折
射角的正弦值sin r＝，根据折射定律得n＝＝。
　
（2）改变糖水浓度，记录数据如表：
n 1.32 1.34 1.35 1.38 1.42
η（％） 10％ 20％ 30％ 40％ 50％
将30％的数据在图乙中描点后并连线，糖水浓度每增加10％，折射率的增
加值为 （保留2位有效数字）。
0.023　
答案：见解析图　
解析：将（30％，1.35）数据在题图乙中描点并连线时，应使尽可能多的点落在线上，其余点均匀分布在线两侧，如图所示；根据图可知，糖水浓度每增加10％，折射率增加值为Δn＝×10％＝0.023。
（2025·北京高考15题节选）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 （选填“A”或“B”）处。
解析：双缝应置于单缝后边，因此A为单缝，B为双缝；
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。
解析：螺旋测微器读数为3 mm＋18.5×0.01 mm＝3.185 mm。
3.185（3.183～3.187均可）　
利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光
源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮
光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b 和c ，再放
置a ，就可以观察到单色光的双缝干涉图样（均选填“双
缝”“单缝”或“滤光片”）。
单缝　
双缝　
滤光片　
解析：观察单色光的双缝干涉图样实验中，通过滤光片获得单色光，通过
单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故光具座上先放置b单缝和c双
缝，再放置a滤光片，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
（2）如图乙所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有
一定的角度，下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平
行 （填正确选项前字母）。
A. 仅拨动拨杆
B. 仅旋转单缝
C. 仅前后移动凸透镜
D. 仅旋转毛玻璃处的测量头
D　
解析：若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测
量头即可，故D正确。
（3）实验中已知双缝间的距离d＝0.4 mm，双缝到光屏的距离l＝1.6 m，
某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划
板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手
轮上的示数如图丙所示为 mm；然后同方
向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的
示数如图丁所示为 mm，则这种单色
光的波长为 m（最后一空结果保留2位有效数字）。
2.332（2.331～2.333均可）　
15.325（15.324～15.326均可）　
6.5×10－7　
解析：由题图丙可知示数为2 mm＋0.332 mm＝2.332 mm
由题图丁可知示数为15 mm＋0.325 mm＝15.325 mm
由Δx＝λ得λ＝
＝ m≈6.5×10－7 m。
（4）上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮条纹
中心间距 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
解析：若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则λ减小，由Δx＝λ可知相
邻亮条纹中心间距减小。
减小　
课时跟踪检测
1. （2026·陕西安康期末）在“用插针法测量玻璃的折射率”实验中：
（1）如图甲所示，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A. 为准确测量玻璃砖的折射率，bb'界面一定要与aa'界面平行
B. 为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
C　
1
2
3
4
5
6
解析：bb'界面与aa'界面不平行，同样可以测出光线在界面的入射角和折射角，可以准确测量玻璃砖的折射率，故A错误；为减小测量误差，入射角应适当大一些，则P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确。
1
2
3
4
5
6
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角θ1和折射
角θ2的正弦值画出的图像如图乙所示，由图像可知玻璃砖的折射率等
于 。
解析：根据折射定律可得玻璃砖的折射率为n＝＝＝1.5。
1.5　
1
2
3
4
5
6
2. （2025·八省联考云南卷11题）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极
管（LED）发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距d＝0.450
mm，双缝到毛玻璃的距离l＝365.0 mm，实验中观察到的干涉条纹如图乙
所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为x1＝2.145
mm；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为x5＝4.177
mm。完成下列填空：
1
2
3
4
5
6
（1）相邻两条亮条纹间的距离Δx＝ mm；
解析：相邻两条亮条纹间的距离为Δx＝＝ mm＝0.508 mm。
0.508　
1
2
3
4
5
6
（2）根据 可算出波长（填正确答案标号）；
A. λ＝ B. λ＝Δx C. λ＝
B　
解析：根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系Δx＝λ，可得波长λ＝Δx，故选B。
1
2
3
4
5
6
（3）待测LED发出光的波长为λ＝ nm（结果保留3位有效数字）。
解析：待测LED发出光的波长为λ＝Δx＝×0.508×10－3 m＝6.26×10－7 m＝626 nm。
626　
1
2
3
4
5
6
3. （2026·广西南宁期末）如图所示，某同学用激光笔和
透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：
a.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白
纸上标记玻璃砖的边界；
b.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射
到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置；
c.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的
延长线与ef面的边界交于P点，如图所示；
d.用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2，测得d1＝2.26 cm，d2＝3.42 cm。
1
2
3
4
5
6
（1）实验步骤c之前出现遗漏的操作步骤为 （填
操作的内容）。
解析：为确定入射光线，除了用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置，还需记录入射点M的位置。
记录入射点M的位置　
1
2
3
4
5
6
（2）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n＝ （用
d1、d2表示）；由测得的数据可得折射率n为 （结果保留3位有效
数字）。
解析：折射率n＝＝＝＝
代入数据，解得n＝＝≈1.51。
　
1.51　
1
2
3
4
5
6
4. （2026·湖北武汉期末）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。
（1）图1为依次安装该实验装置三个器材时的图示，a、b、c箭头所指器材
依次为 （填选项前字母）
A. 单缝、双缝、滤光片 B. 滤光片、单缝、双缝 C. 双缝、单缝、滤光片
C　
解析：由双缝干涉的原理可知，a是双缝，b是单缝，c是滤光片。故选C。
1
2
3
4
5
6
（2）已知双缝间距为d，单缝与双缝间距为L1，双缝与目镜的间距为L2，
转动手轮，分划板的中心刻线与某一条亮条纹的中心对齐，（记为第m条
亮条纹）记下手轮上的读数为x1，再转动手轮，分划板中心刻线移动到与
第n条（n＞m）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图2所示为x2
＝ mm，已知x2＞x1，则被测光的波长表达式
为λ＝ 。（用m，n，d，x1，x2，L1，L2或其中的部分表示）
9.761（9.762或9.763）　
　
1
2
3
4
5
6
解析：根据螺旋测微器的读数规则可知
x2＝9.5 mm＋26.1×0.01 mm＝9.761 mm
由题意可知，条纹间距Δx＝，结合Δx＝λ
联立解得λ＝。
1
2
3
4
5
6
（3）如图3所示为“用光传感器做双缝干涉实
验”的实验装置图，轨道的左侧是激光光源，中
间是刻有双缝的挡光座，右侧是光传感器。实验
中只改变双缝之间的距离，其他不变，在电脑上
得到图4和图5两种干涉图样。则 （填正确选项前字母）。
A　
A. 图4对应的双缝之间的距离比图5的大
B. 图5对应的双缝之间的距离比图4的大
解析：由题图可知，图4相邻亮条纹间距比
图5小，根据Δx＝λ，可得图4对应双缝间
的距离大于图5双缝间的距离。故选A。
1
2
3
4
5
6
5. （2024·安徽高考11题）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，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一
项是 （选填正确答案标号）。
B　
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a'
B. 在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2
C. 实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差
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2
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5
6
解析：在白纸上画出一条直线a作为界面，把玻璃砖放在白纸上，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a'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a'，故A错误；在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确；实验时入射角θ1应适量大一些，但也不能太大（接近90°），以减小实验误差，故C错误。
1
2
3
4
5
6
（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 （选填“大”
或“小”）。
大　
1
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3
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5
6
解析：由题图乙可知，入射角相同时，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律n＝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。
1
2
3
4
5
6
（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α1，测得折射角分别为
α2、α3（α2＜α3），则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃 （选填
“＞”或“＜”）n介质。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。
解析：根据折射定律可知，玻璃
的折射率为n玻璃＝，透明介质
的折射率为n介质＝，其中α2＜α3，所以n玻璃＞n介质。
＞　
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3
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5
6
6. 洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色
光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射
到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成
的像是S'。
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2
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（1）通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干
涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝， 相当于另
一个“缝”。
S'　
解析：通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，S'相当于另一个“缝”。
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2
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5
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（2）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15 mm，单缝到光屏的距
离D＝1.2 m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78
mm，则该单色光的波长λ＝ m（结果保留1位有效数字）。
6×10－7　
解析：第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则相邻亮条纹间距为Δx＝ m≈2.53×10－3 m，等效双缝间的距离为d＝2h＝0.30 mm＝3.0×10－4 m，根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝λ，则有λ＝＝ m≈6×10－7 m。
1
2
3
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5
6
（3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离
（填正确选项前字母）。
A. 将平面镜稍向上移动一些
B. 将平面镜稍向右移动一些
C. 将光屏稍向右移动一些
D. 将光源由红色光改为绿色光
AC　
解析：根据Δx＝λ可知，仅增大D，仅减小d或仅增大波长λ，都能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离，所以A、C正确。
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THANKS
演示完毕 感谢观看实验17　测量玻璃的折射率
实验18　用双缝干涉测量光的波长
1.（2026·陕西安康期末）在“用插针法测量玻璃的折射率”实验中：
（1）如图甲所示，下列说法正确的是　　　　（填正确答案标号）。
A.为准确测量玻璃砖的折射率，bb'界面一定要与aa'界面平行
B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
（2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角θ1和折射角θ2的正弦值画出的图像如图乙所示，由图像可知玻璃砖的折射率等于　　　　。
2.（2025·八省联考云南卷11题）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管（LED）发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距d＝0.450 mm，双缝到毛玻璃的距离l＝365.0 mm，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为x1＝2.145 mm；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为x5＝4.177 mm。完成下列填空：
（1）相邻两条亮条纹间的距离Δx＝　　　　mm；
（2）根据　　　　可算出波长（填正确答案标号）；
A.λ＝　　B.λ＝Δx　　C.λ＝
（3）待测LED发出光的波长为λ＝　　　　nm（结果保留3位有效数字）。
3.（2026·广西南宁期末）如图所示，某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：
a.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界；
b.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置；
c.移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图所示；
d.用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2，测得d1＝2.26 cm，d2＝3.42 cm。
（1）实验步骤c之前出现遗漏的操作步骤为　　　　　　　　　　　　　（填操作的内容）。
（2）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n＝　　　　（用d1、d2表示）；由测得的数据可得折射率n为　　　　（结果保留3位有效数字）。
4.（2026·湖北武汉期末）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中。
（1）图1为依次安装该实验装置三个器材时的图示，a、b、c箭头所指器材依次为　　　　（填选项前字母）
A.单缝、双缝、滤光片
B.滤光片、单缝、双缝
C.双缝、单缝、滤光片
（2）已知双缝间距为d，单缝与双缝间距为L1，双缝与目镜的间距为L2，转动手轮，分划板的中心刻线与某一条亮条纹的中心对齐，（记为第m条亮条纹）记下手轮上的读数为x1，再转动手轮，分划板中心刻线移动到与第n条（n＞m）亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数如图2所示为x2＝　　　　mm，已知x2＞x1，则被测光的波长表达式为λ＝　　　　。（用m，n，d，x1，x2，L1，L2或其中的部分表示）
（3）如图3所示为“用光传感器做双缝干涉实验”的实验装置图，轨道的左侧是激光光源，中间是刻有双缝的挡光座，右侧是光传感器。实验中只改变双缝之间的距离，其他不变，在电脑上得到图4和图5两种干涉图样。则　　　　（填正确选项前字母）。
A.图4对应的双缝之间的距离比图5的大
B.图5对应的双缝之间的距离比图4的大
5.（2024·安徽高考11题）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，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是　　　　（选填正确答案标号）。
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a'
B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2
C.实验时入射角θ1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　　　　（选填“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α1，测得折射角分别为α2、α3（α2＜α3），则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃　　　　（选填“＞”或“＜”）n介质。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。
6.洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是S'。
（1）通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，　　　　相当于另一个“缝”。
（2）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h＝0.15 mm，单缝到光屏的距离D＝1.2 m，观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则该单色光的波长λ＝　　　　m（结果保留1位有效数字）。
（3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离　　　　（填正确选项前字母）。
A.将平面镜稍向上移动一些
B.将平面镜稍向右移动一些
C.将光屏稍向右移动一些
D.将光源由红色光改为绿色光
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
1.（1）C　（2）1.5
解析：（1）bb'界面与aa'界面不平行，同样可以测出光线在界面的入射角和折射角，可以准确测量玻璃砖的折射率，故A错误；为减小测量误差，入射角应适当大一些，则P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确。
（2）根据折射定律可得玻璃砖的折射率为
n＝＝＝1.5。
2.（1）0.508　（2）B　（3）626
解析：（1）相邻两条亮条纹间的距离为
Δx＝＝ mm＝0.508 mm。
（2）根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系Δx＝λ，可得波长λ＝Δx，故选B。
（3）待测LED发出光的波长为λ＝Δx＝×0.508×10－3 m＝6.26×10－7 m＝626 nm。
3.（1）记录入射点M的位置　（2）　1.51
解析：（1）为确定入射光线，除了用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置，还需记录入射点M的位置。
（2）折射率n＝＝＝＝
代入数据，解得n＝＝≈1.51。
4.（1）C　（2）9.761（9.762或9.763）　　（3）A
解析：（1）由双缝干涉的原理可知，a是双缝，b是单缝，c是滤光片。故选C。
（2）根据螺旋测微器的读数规则可知
x2＝9.5 mm＋26.1×0.01 mm＝9.761 mm
由题意可知，条纹间距Δx＝，结合Δx＝λ
联立解得λ＝。
（3）由题图可知，图4相邻亮条纹间距比图5小，根据Δx＝λ，可得图4对应双缝间的距离大于图5双缝间的距离。故选A。
5.（1）B　（2）大　（3）＞
解析：（1）在白纸上画出一条直线a作为界面，把玻璃砖放在白纸上，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a'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a'，故A错误；在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确；实验时入射角θ1应适量大一些，但也不能太大（接近90°），以减小实验误差，故C错误。
（2）由题图乙可知，入射角相同时，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律n＝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n玻璃＝，透明介质的折射率为n介质＝，其中α2＜α3，所以n玻璃＞n介质。
6.（1）S'　（2）6×10－7　（3）AC
解析：（1）通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，S'相当于另一个“缝”。
（2）第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm，则相邻亮条纹间距为Δx＝ m≈2.53×10－3 m，等效双缝间的距离为d＝2h＝0.30 mm＝3.0×10－4 m，根据双缝干涉条纹间距公式有Δx＝λ，则有λ＝＝ m≈6×10－7 m。
（3）根据Δx＝λ可知，仅增大D，仅减小d或仅增大波长λ，都能够增大光屏上相邻两条亮条纹之间的距离，所以A、C正确。
1 / 1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
实验基础必备
一、测量玻璃的折射率
原理与器材 实验操作 注意事项
1.实验原理 通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O'D，从而画出折射光线OO'，测量出折射角θ2，再根据n＝　　　　计算出玻璃的折射率。 2.实验器材 木板、白纸、　　　　、大头针、图钉、量角器、　　　　、铅笔等 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NN'。 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　　　　挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住　　　　　　，再插上P4，使P4挡住P3和　　　　　　。 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'D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 1.玻璃砖要用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。 2.大头针要竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O'之间距离要　　　　　。 3.入射角θ1不宜太大（接近90°），也不宜太小（接近0°），30°到60°之间为宜。 4.操作时手不能触摸玻璃砖的　　　　　　，也不能把玻璃砖界面当作　　　　　　　，玻璃砖的折射面要画准。 5.实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置　　　　
数据 处理 1.计算法：算出不同入射角时的n＝　　　　　　，并取平均值。 2.作sin θ1-sin θ2图像法：由n＝可知图像应是过原点的　　　　，如图甲所示，其斜率为折射率n。 3.“单位圆”法：如图乙所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE'＝R，则n＝＝　　　
误差 分析 1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，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
二、用双缝干涉测量光的波长
实验原理 实验操作 注意事项
如图所示，相邻两条亮（暗）条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx＝　　　　，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长λ。 1.安装调整仪器（如图） （1）将光源、　　　　、　　　　　依次安放在光具座上。 （2）接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿　　　　到达光屏。 （3）安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝　　　　。 2.测量记录数据 （1）调单缝与双缝间距为5～10 cm时，观察白光的干涉条纹。 （2）在单缝和光源间放上滤光片，观察　　　　的干涉条纹。 （3）调节测量头，使分划板中心刻度线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1；转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻度线与第n条相邻的亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两亮条纹间的距离Δx＝　　　　　。 （4）换用不同的滤光片，测量其他色光的波长 1.调节双缝干涉仪，保证光源、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴，则光源发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。 2.保持单缝和双缝平行，中心位于遮光筒的轴线上。 3.调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐。 4.不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算平均值得到Δx，可以减小误差
数据 处理 1.条纹间距：Δx＝　　　　。2.波长：λ＝　　　　。3.测量多组数据，求λ的平均值
误差 分析 1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。 2.测条纹间距Δx带来的误差如下： （1）干涉条纹没有调整到最清晰的程度。 （2）误认为Δx为亮（暗）条纹的宽度。 （3）分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。 （4）测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清
教材原型实验
（2026·浙江金华一模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，a和a'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图a所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并插上大头针P3，使其挡住P2、P1的像；接着插上大头针P4，使其挡住P3、P2和P1的像，用“·”表示大头针的位置，这样大头针P1、P2就确定了射入玻璃砖的光线。
（1）正确作出光路图后，测量a分界面上的入射角i和折射角r。多次改变入射角，测得多组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图b所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝　　　（保留2位有效数字）。
（2）如图c所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将　　　　 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2025·福建高考12题）（1）为测糖水的折射率与浓度的关系，设计如下实验：某次射入激光，测得数据如图甲所示，则糖水的折射率为　　　　。
（2）改变糖水浓度，记录数据如表：
n 1.32 1.34 1.35 1.38 1.42
η（％） 10％ 20％ 30％ 40％ 50％
将30％的数据在图乙中描点后并连线，糖水浓度每增加10％，折射率的增加值为　　　（保留2位有效数字）。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2025·北京高考15题节选）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　　　　（选填“A”或“B”）处。
（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。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
利用图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b　　　　和c　　　　，再放置a　　　　，就可以观察到单色光的双缝干涉图样（均选填“双缝”“单缝”或“滤光片”）。
（2）如图乙所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行　　　　（填正确选项前字母）。
A.仅拨动拨杆
B.仅旋转单缝
C.仅前后移动凸透镜
D.仅旋转毛玻璃处的测量头
（3）实验中已知双缝间的距离d＝0.4 mm，双缝到光屏的距离l＝1.6 m，某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图丙所示为　　　　mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁所示为　　　 mm，则这种单色光的波长为　　　 m（最后一空结果保留2位有效数字）。
（4）上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮条纹中心间距　　　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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
实验基础必备
一、　玻璃砖　三角板　P2的像　P1、P2的像　P1、P2的像　稍大一些　光洁光学面　尺子画线　不能改变　　直线　
二、λ　遮光筒　毛玻璃屏　轴线　平行　单色光　　　Δx
教材原型实验
【典例1】　（1）1.5　（2）偏大
解析：（1）根据折射定律n＝
sin r＝·sin i
根据图像得＝
解得n＝1.5。
（2）如图所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，入射角i不变，导致折射角r偏小，则所测得的折射率将偏大。
【典例2】　（1）　（2）见解析图　0.023
解析：（1）根据题图甲由几何关系可知，入射角的正弦值sin i＝，折射角的正弦值sin r＝，根据折射定律得n＝＝。
（2）将（30％，1.35）数据在题图乙中描点并连线时，应使尽可能多的点落在线上，其余点均匀分布在线两侧，如图所示；根据图可知，糖水浓度每增加10％，折射率增加值为Δn＝×10％＝0.023。
【典例3】　（1）B　（2）3.185（3.183～3.187均可）
解析：（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3 mm＋18.5×0.01 mm＝3.185 mm。
【典例4】　（1）单缝　双缝　滤光片　（2）D　（3）2.332（2.331～2.333均可）　15.325（15.324～15.326均可）　6.5×10－7
（4）减小
解析：（1）观察单色光的双缝干涉图样实验中，通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故光具座上先放置b单缝和c双缝，再放置a滤光片，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
（2）若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即可，故D正确。
（3）由题图丙可知示数为2 mm＋0.332 mm＝2.332 mm
由题图丁可知示数为15 mm＋0.325 mm＝15.325 mm
由Δx＝λ得λ＝
＝ m≈6.5×10－7 m。
（4）若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则λ减小，由Δx＝λ可知相邻亮条纹中心间距减小。
第十五章　热 学
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