初中物理 第12单元:棱镜、光的色散、实验
实验报告光的色散实验
实验报告光的色散实验实验报告:光的色散实验引言:光的色散是一种光在经过介质时由于不同频率的波长发生折射而产生的现象。
通过研究光的色散,我们可以了解光的性质以及光在介质中的传播特点。
本实验旨在通过控制入射角度和观察折射角度来研究光的色散现象,进一步认识光的物理特性。
实验材料和仪器:1.玻璃棱镜2.光源(激光或白光灯)3.光屏4.直尺5.三角支架6.角度测量器7.尺子实验步骤:1.将玻璃棱镜放置在三角支架上,确保其稳定。
2.将光源固定在一定的位置,保持恒定的入射角度。
3.将光屏放置在玻璃棱镜的一侧,调整光屏的位置,保证能够清晰观察到折射出来的光线。
4.在玻璃棱镜与光屏之间的路径上,使用直尺测量入射角度和折射角度,并记录下来。
5.重复实验多次,取平均值以提高实验结果的准确性。
实验结果和数据处理:实验中测量得到的入射角度和折射角度数据如下所示(表格略)。
根据测量数据,可以进行以下数据处理和分析:1.绘制入射角度与折射角度的图像,观察光的色散现象。
2.计算出每个入射角度对应的折射角度的正弦值,构造正弦值与入射角度的图像。
3.根据所得图像,计算出斜率,并通过斜率计算出玻璃棱镜的折射率。
结论:通过本次实验,通过观察光的色散现象,我们可以得出以下结论:1.不同波长的光线在经过玻璃棱镜时的折射角度不同,这就是光的色散现象。
2.在可见光范围内,不同波长的光有不同的折射率,即光在不同介质中的传播速度不同。
实验中可能存在的误差和改进方法:1.由于测量误差和仪器精度的限制,实验数据可能存在一定的误差。
可以通过多次测量和取平均值的方法减小误差。
2.光源的稳定性也会影响实验结果的准确性,可以使用更稳定的光源提高实验的可靠性。
3.实验过程中,应注意保持实验环境的稳定,避免外部光线的干扰。
展望:通过本次实验,我们初步了解了光的色散现象及其相关原理。
在以后的学习中,可以进一步研究光的色散对光谱分析和光学器件设计的影响,以及深入探究光的波动性和粒子性的奥秘。
光学实验教案研究光的色散与棱镜的折射实验
光学实验教案研究光的色散与棱镜的折射实验一、实验目的通过本实验,我们旨在研究光的色散现象以及棱镜在折射中的作用原理,加深对这些光学现象的理解。
同时,通过实验操作,培养学生的实验观察能力、思维能力和动手操作能力。
二、实验原理1. 色散现象:光在介质中传播时,不同波长的光因其折射率的差异而发生偏折,即产生色散现象。
常见的色散现象包括光的分光和光的色散,其中光的分光是指光在透明介质中的折射现象,而光的色散则指光在介质中通过折射产生不同颜色的现象。
2. 棱镜的折射:棱镜是一种透明的光学器件,其形状通常为三角形,在光线入射时,根据入射角和折射率的关系,光线将在棱镜内发生折射现象。
棱镜折射实验通过改变入射角度,观察光线在棱镜内的偏折现象,可以揭示出折射定律的应用和棱镜的折射特性。
三、实验材料与仪器1. 红、黄、绿、蓝等颜色的LED灯2. 光屏3. 棱镜4. 直尺5. 三脚架6. 光源电路四、实验步骤与方法1. 调试实验仪器:先将三脚架架设好,并固定好光屏和光源。
确保实验装置的稳定性和准确性。
2. 研究光的色散现象:a. 打开红色LED灯,使其射出光线。
b. 将光线射向棱镜,并调整角度使光线在棱镜上方发生折射。
c. 观察光线在棱镜上的折射偏移。
d. 依次使用黄、绿、蓝等颜色的LED灯进行同样的实验操作,记录观察结果。
3. 研究棱镜的折射现象:a. 将白光源对准棱镜,调整光线入射角度使其射入棱镜。
b. 观察光线在棱镜内的折射现象。
c. 测量入射角和折射角,计算折射率。
d. 重复上述步骤,记录多组数据进行比较和分析。
五、实验注意事项1. 实验过程中,要注意实验仪器的稳定性和准确性,确保数据的可靠性。
2. 实验操作时,要轻拿轻放,避免对实验装置和仪器的损坏。
3. 注意保持实验环境的安静和黑暗,以便更好地观察光线的色散和折射现象。
六、预期结果与分析1. 在研究光的色散现象时,我们预期观察到不同颜色的光线在通过棱镜时发生折射,产生不同程度的偏折现象,从而形成不同颜色的光谱。
棱镜色散实验报告
棱镜色散实验 实验报告1610900 物理伯苓班 杨凤妍一、 测量棱镜顶角实验中测得:AC 面:φ1=188°24‘ φ2=8°12‘ AB 面:φ3=308°20‘ φ4=128°8‘∴ φ=φ3+φ42−φ1+φ22=218.23°−98.3=120° 故:α=180°−φ=60°二、 实验数据记录及折射率计算值C利用望远镜测量棱镜顶角,保持望远镜的位置不动,点亮望远镜的小灯,将载物台与游标盘锁定在仪器,转动游标盘先使AB 面反射的叉丝象与叉丝重合,然后再转动游标盘使AC 面反射的叉丝象与叉丝重合,这时游标盘转过的角度就是φ。
则顶角为:α=180°−φ三、利用最小二乘法原理拟合得到柯西公式中的三个系数A,B,C柯西公式:n=A+Bλ2+Cλ4最小二乘法正则方程:将λi (i=1,2…m), n i(i=1,2,…m), 其中m=7, 代入上式,解方程组得:A=1.6406 B=1.0944∙104C=1.2406∙108。
故:n=1.6406+1.0944∙104λ2+1.2406∙108λ4(其中λ直接以nm为单位代入该公式,不用换成m)附:matlab计算代码:a=[579.1 577 546.1 491.6 435.8 407.8 404.7];a1=a.^(-1);a2=a.^(-2);a4=a.^(-4);a6=a.^(-6);a8=a.^(-8);n=[1.6739 1.6745 1.6793 1.6885 1.7008 1.7111 1.7123];q=flipud(n);A=[ 7 sum(a2) sum(a4);sum(a2) sum(a4) sum(a6);sum(a4) sum(a6) sum(a8)];B=[sum(n);sum(a2.*n) ;sum(a4.*n)];x=inv(A)*B;四.作图法拟合得到柯西公式中的系数A,B,C利用matlab内置拟合软件拟合得到结果如下:则A=1.641 B=1.094∙104C=1.241∙108对比最小二乘法得到的系数:A=1.6406 B=1.0944∙104C=1.2406∙108。
棱镜色散实验报告
棱镜色散实验报告1棱镜色散实验报告一、实验目的本实验旨在通过棱镜色散实验,观察光的色散现象,了解复色光分解为单色光的过程,验证光的波动性和粒子性。
二、实验原理棱镜色散实验是利用棱镜将复色光分解为单色光的现象,通过观察不同颜色的光在棱镜中的折射角不同,从而得出光的波长与折射角之间的关系。
根据斯托克斯-布喇格公式,当光通过棱镜时,不同波长的光将产生不同的折射角。
因此,通过测量不同波长光的折射角,可以确定光的波长。
三、实验步骤1.准备实验器材:棱镜、分光计、激光笔、尺子、记录本等。
2.将分光计调整至水平状态,并打开激光笔,使光线正对分光计的中心。
3.调整分光计的望远镜,使其对准棱镜的一端。
4.转动分光计的望远镜,观察并记录不同波长的光在棱镜中的折射角。
5.重复步骤4,测量不同波长的光在棱镜中的折射角。
6.根据测量结果,计算不同波长光的波数。
7.分析实验数据,得出实验结论。
四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了不同波长光在棱镜中的折射角数据。
根据斯托克斯-布喇格公式,可以计算出不同波长光的波数。
具体数据如下表所示:的光折射角越大。
这说明短波长的光在介质中的速度较慢,而长波长的光在介质中的速度较快。
这与光的波动性相符合,因为根据波动理论,波长越短的光在传播过程中越容易受到介质的干扰,导致速度下降。
同时,我们也发现不同波长的光在棱镜中的折射率不同,这与实验原理中的斯托克斯-布喇格公式相符。
五、结论与展望通过棱镜色散实验,我们观察到了光的色散现象,验证了光的波动性和粒子性。
实验结果表明,不同波长的光在棱镜中的折射角和折射率不同,这与斯托克斯-布喇格公式相符。
这一实验结果有助于我们更好地理解光的本质和传播规律。
展望未来,我们可以进一步探究光的色散现象在其他领域的应用。
例如,在光谱分析中,可以通过测量不同波长光的强度和位置,推断出物质的性质和组成;在光学通信中,可以利用光的色散现象实现高速传输和信息处理;在生物医学领域,光的色散现象可以帮助研究细胞结构和功能等。
光的折射实验:通过玻璃棱镜观察光的折射和色散现象
汇报人:XX
2024年X月
第1章 简介 第2章 实验步骤 第3章 实验数据分析 第4章 实验拓展 第5章 实验应用 第6章 总结
目录
● 01
第1章 简介
光的基本概念
光是一种电磁波,具 有波动性和光速不变 性。在空气和介质中 传播时,光的速度会 发生改变,产生折射 现象。
01 照射光源
透过玻璃棱镜将光源照射到白纸上
02 观察偏折
观察光线经过玻璃棱镜后的偏折情况
03
观察色散效应
折射白光
将白光通过玻璃棱镜折射
观察不同波长
观察不同波长的光经过玻 璃棱镜后的色散现象
91%
实验数据记录
记录光线偏 折
记录不同角度下 的光线偏折情况
91%
记录色散效 应
记录观察到的色 散效应表现
色散效应分析
不同波长光 线
偏折情况
实验原理
色散效应
波长差异
折射角度
91%
玻璃棱镜
色散现象
实验误差分析
温度影响
环境温度 光线折射率
仪器误差
测量工具 标定准确性
人为因素
实验操作 数据处理
91%
改进方法
控制环境因素 提高测量精度
数据图表展示
折射角度
入射角度对比
误差分析
实验数据
实验结果
数据图表展示
光的折射规律
折射定律的 表述
光线在两种介质 交界面上的折射
规律
91%
玻璃棱镜的 作用原理
玻璃棱镜对光的 折射效应的作用
机理
实验的意义
01 了解光的折射现象 02 观察光的色散效应
光的棱镜折射与色散的实验探究
实验步骤
准备实验器材:棱镜、光源、分束器、光屏等 组装棱镜:将棱镜固定在支架上,确保稳定不动 调整光源:使光线平行于棱镜的一个侧面,进入棱镜 观察光屏:在光屏上观察折射和色散现象
光的棱镜折射与色散 的实验探究
汇报人:
目录
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实验目的
实验原理
实验器材
实验步骤
实验结果与分析
添加章节标题
实验目的
探究光的折射现象及其规律 了解光在不同介质中的传播速度变化 观察不同波长的光在棱镜中的色散现象 理解光的色散原理及其应用
了解棱镜对光的色散原理 掌握棱镜对不同波长光的折射规律 分析棱镜对光的色散作用与波长的关系 探究棱镜对光的色散作用的应用前景
实验原理
折射现象:光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变
折射定律:入射角i、折射角r和介质折射率n之间的关系为sin i/sin r=n
实验目的:验证光的折射定律,探究不同色光的折射率差异
实验原理:利用棱镜将白光分散成不同颜色的光谱,通过测量不同色光的折射角验证 折射定律
光的色散:白光通过棱镜后分解成不同颜色的光谱 折射率不同:不同波长的光在棱镜中的折射率不同,导致传播方向的变化 棱镜结构:棱镜的形状和材质影响光的折射和色散效果 实验意义:探究光的色散原理有助于了解光的本质和光的传播规律
实验结果:通过对比实验数据, 发现不同材料的棱镜对色散的 影响存在差异
实验结果:不同棱镜对不同颜色的光有不同的折射角度,导致色散效果不同
分析:棱镜的材料、形状和尺寸等因素会影响其对光的折射和色散效果 结论:选择合适的棱镜可以更好地观察和探究光的色散现象 建议:在实验中尝试使用不同棱镜,比较其色散效果,并分析其原因
棱镜折射率及色散关系的研究实验报告
图1棱镜折射率及色散关系的研究【引言】早在1672年,牛顿用一束近乎平行的白光通过玻璃棱镜时,在棱镜后面的屏上观察到一条彩色光带,这就是光的色散现象。
它表明:对于不同颜色(波长)的光,介质的折射率是不同的,即折射率n 是波长λ的函数。
所有不带颜色的透明介质在可见光区域内,都表现为正常色散。
描述正常色散的公式是科希(Cauchy )于1836年首先得到的:42λλCBA n ++=这是一个经验公式,式中A 、B 和C 是由所研究的介质特性决定的常数。
本实验通过对光的色散的研究,求出此经验公式。
【实验目的】1、进一步练习使用分光计,并用最小偏向角法测量棱镜的折射率;2、研究棱镜的折射率与入射光波长的关系。
【实验原理】1. 棱镜色散原理棱镜的色散是由于不同波长的光在棱镜介质中传播速度不同,从而折射率不同而引起的。
在介质无吸收的光谱区域内,色散关系的函数形式早在1863年由科希(Cauchy)得出,该关系式为2λBA n +=式中A 和B 是与棱镜材料有关的常数,也叫色散常数。
2. 利用最小偏向角法测量折射率的原理如图1所示为一束单色平行光入射三棱镜时的主截面图。
光线通过棱镜时,将连续发生两次折射。
出射光线和入射光线之间的交角δ称为偏向角。
I 为入射角,i ′为出射角,α为棱镜的顶角。
当i 改 变时,i ′随之改变。
可以证明,当入射角i 等于出射角i ′时, 偏向角有最小值,称为最小偏向角,以δmin 表示,此时入射角为出射角为由折射定律1sin sin i n i =可得三棱镜的折射率为3.测定三棱镜的色散曲线,求出()λλ-n 的经验公式 要求出经验公式(1),就必须测量出对应于不同波长λ下的折射率n 。
实际光源中所发出的光一般为复色光,实验上需要用色散元件把各色光的传播方向分)(21min αδ+=i α211=i ααδ21sin )(21sinsin sin min 1+==i in图2开。
在光谱分析中常用的色散元件有棱镜和光栅,它们分别用折射和衍射的原理进行分光的。
光的色散实验报告
光的色散实验报告摘要:本实验主要研究光的色散现象。
通过使用棱镜和光源,观察到了不同波长的光在通过棱镜后被分散成不同颜色的光柱。
通过测量光的折射角和入射角,并利用折射率与光的波长之间的关系,得到了光的色散性质。
实验结果表明,光的色散可以通过棱镜等光学器件来实现。
关键词:光的色散,棱镜,折射角,入射角,波长,折射率引言:光的色散是光在传播过程中因折射率对波长的依赖而产生的现象。
折射率表示了光在介质中的传播速度,而波长则表示了光的颜色。
当光通过透明介质时,由于不同波长的光在介质中的传播速度不同,会导致光的颜色发生变化,即发生色散现象。
本实验通过使用棱镜和光源,观察到了光的色散现象,并测量了光的折射角和入射角,进而计算光的折射率。
实验方法:1.实验器材:棱镜、光源、光屏、直尺、卡尺、螺旋测微器等。
2.实验步骤:(1)将棱镜放在直尺上,调整光源和光屏的位置,使得光通过棱镜后能够在光屏上形成一个清晰的光谱。
(2)测量光的入射角和折射角:在棱镜上方和下方各放置一个卡尺,并利用螺旋测微器测量光的入射角和折射角的位置。
(3)通过测量入射角和折射角的位置,计算光的入射角和折射角,并利用折射率与入射角、折射角之间的关系计算光的折射率。
(4)重复步骤(1)-(3),用不同颜色的光来进行实验,并记录实验数据。
实验结果:根据实验数据,我们得到了不同颜色光的入射角和折射角,并计算出了它们的折射率。
实验数据如下所示:光颜色,入射角(°),折射角(°),折射率---------,------------,------------,----------红,40,30,1.33橙,40,29,1.38黄,40,28,1.46绿,40,27,1.54蓝,40,26,1.62靛蓝,40,25,1.72紫,40,24,1.82讨论与分析:根据实验结果,可以观察到光的色散现象,即不同颜色的光通过棱镜后被分散成不同颜色的光柱。
光的色散实验棱镜的色散效应
光的色散实验棱镜的色散效应光的色散是光线经过介质时由于光波长不同而产生的折射现象。
实验棱镜是一种常用的光学仪器,它可以分离出白光中的不同颜色,显示出光的色散效应。
本篇文章将介绍光的色散实验棱镜的色散效应,以及它在实际应用中的意义。
一、光的色散实验棱镜的原理光的色散实验棱镜通常由一个三角形玻璃棱镜组成。
当白光通过棱镜时,由于每种颜色的光在玻璃中的折射角度不同,导致不同颜色的光被分离出来,形成一条色散光谱。
这是由于不同波长的光在介质中的相对折射率不同引起的。
二、实验过程和结果实验操作时,将实验棱镜放在光源的前方。
当光线通过棱镜时,会发生折射和色散现象。
观察者可以看到从棱镜的一侧射出的光线被分离成一条条不同颜色的光谱。
光的色散效应主要包括两个方面的变化,一个是色散角的变化,即不同颜色的光线折射出来的角度不同;另一个是色散距离的变化,即不同颜色的光线分离得越远。
三、实验棱镜的应用实验棱镜的色散效应在实际应用中有着广泛的用途。
以下是一些实际应用的例子:1. 光谱分析:通过实验棱镜的色散效应,可以将不同光波长的光分离开来,形成光谱。
这对于分析物质的成分、温度、密度等参数具有重要意义。
2. 光学仪器校准:实验棱镜的色散效应可以用来校准各种光学仪器,比如光谱仪、相机等。
通过观察棱镜形成的光谱,可以判断光学仪器的性能、准确度和校准情况。
3. 光学材料研究:实验棱镜的色散效应可以帮助研究光学材料的折射性质和光学参数。
通过测量不同波长光线的折射率,可以得到光学材料的折射率-波长曲线,进一步研究其特性。
4. 光学通信和传输:实验棱镜的色散效应在光学通信和传输领域扮演着重要角色。
光纤传输中的色散问题需要通过实验棱镜的色散效应来研究和解决,以提高传输的质量和速度。
总结:光的色散实验棱镜的色散效应是光学研究中常见的现象之一。
通过实验棱镜,我们可以观察到白光分解成不同颜色的光谱,从而研究光的色散行为。
实验棱镜的色散效应对于光学研究、仪器校准和材料研究具有重要意义。
光的棱镜折射与色散的实验探究 (2)
探究棱镜对光的色散作用
实验目的:探究棱镜对光的 色散作用
实验原理:光的折射和色散 原理
实验器材:棱镜、光源、光 屏、测量仪器等
实验步骤:设置光源、调整 棱镜角度、观察光屏上的色 散现象、测量色散角度等
实验结果:观察并记录色散 现象,分析色散角度与棱镜 角度的关系
作用:显示实验结果 类型:液晶屏、投影屏等 尺寸:根据实验需求选择合适尺寸 分辨率:保证实验结果的清晰显示
分光仪
原理:利用光的折射和色散特性,将不同颜色的光分开 结构:包括光源、棱镜、光栅、探测器等 功能:测量光的波长、强度、偏振状态等 使用方法:调整光源强度、棱镜角度、光栅间距等,以获得最佳测量效果
棱镜在光学通 信中的应用: 如光纤通信、
光波导等
棱镜在光学成 像中的应用: 如全息摄影、 光学成像系统
等
棱镜在光学检 测中的应用: 如光谱分析、 光学检测仪器
等
对未来研究的建议
深入研究光的折射和色散现象,探索更多未知的光学现象
改进实验方法,提高实验结果的准确性和可靠性
结合其他学科知识,如量子力学、电磁学等,进行跨学科研究 关注光学技术的最新发展,如激光技术、光纤通信等,为未来研究提供新 的思路和方向
实验步骤
搭建实验装置
准备棱镜、光源、白屏和测量工具 调整光源和棱镜的位置,使光线通过棱镜后投射到白屏上 观察白屏上的彩色光带,记录颜色和位置 改变光源和棱镜的角度,重复步骤3,记录不同角度下的彩色光带 分析实验数据,得出结论
调整光源和棱镜位置
01
准备光源:选择合适的光源,如激光笔、手电 筒等
03
THANK YOU
八年级上册物理第12单元:棱镜、光的色散、实验
第12单元:棱镜、光的色散、实验一、黄金知识点:1、棱镜、全反射棱镜;2、平行透明板对光路的作用;3、折射率与波长波速的关系;4、光的色散;5、实验:测玻璃砖的折射率;二、要点大揭密:(一)棱镜、全反射棱镜:1、三棱镜:(1)横截面为三角形的三棱柱透明体。
有正三棱镜、等腰直角三棱镜等。
(2)棱镜对光线的偏折规律:光线向低面偏折,虚象向顶角偏移(注意:顶角、底面是相对于入射光线和折射光线的位置而言的)2、全反射棱镜:(1)光线垂直于等腰直角三棱镜的一边入射时将在另一侧面上发生全反射,故此玻璃三棱镜称为全反射棱镜。
(2)全反射棱镜既能使光路发生900偏斜,也能使光线1800全反射折回。
(3)应用:作反射镜改变光的传播方向。
其效率和清晰度都优于平面反射镜。
(二)平行透明板对光路的作用:1、平行透明板对光路的改变作用是侧移,侧移量的大小与入射角有关,与透明板的厚度有关,与透明板的折射率有关,这些量越大,侧移量越大。
2、平行透明板对光线的方向没有影响,出射光线和原入射光线保持平行关系。
(三)折射率与波速、波长,频率与光的颜色之间的关系。
1、折射率与波长、波速之间的关系:当光从真空进入介质时,频率不变,波速减小,因而波长也减小(满足v=λf ),在同一介质中,频率大的光波速小、波长短。
2、光的颜色由光的频率决定,从红光到紫光,光的频率依次增加,在同一介质中,波长依次变短。
(四)光的色散:1、一束白光通过三棱镜后入射光变为红橙黄绿蓝靛紫七色光的现象,称为光的色散。
2、光的色散现象一方面说明白光是由上述七种单色光复合而成的复色光;另一方面说明玻璃(包括其他各种透明物质)对不同单色光的折射率不同,即同一种介质对红光折射率最小,对紫光折射率最大(平常所说的介质折射率是对波长为5893埃的黄光而言)。
(五)测定玻璃的折射率: 1、实验目的:(1)验证光的折射定律; (2)学会测定物体折射率的方法; (3)测定两面平行的玻璃砖的折射率。
光的色散实验光通过棱镜产生的色散现象
光的色散实验光通过棱镜产生的色散现象光的色散是指白光透过棱镜或介质后,被分解成不同波长的光谱颜色,形成彩虹般的色带。
这一现象是由于光在不同介质中传播时,波长不同的光线受到折射角度的影响不同而导致的。
光的色散实验是一种经典的物理实验,通过实验我们可以深入了解光在不同介质中传播时的性质和现象。
1. 实验目的光的色散实验旨在观察和研究光通过棱镜产生的色散现象,验证光的波长与折射角度之间的关系,并探究色散现象背后的物理原理。
2. 实验器材- 光源:可以使用白炽灯、激光笔或者太阳光作为光源。
- 棱镜:选择具有高折射率的玻璃棱镜,如三棱镜或光谱仪。
- 光屏:用于接收和观察经过棱镜分解后的光线。
- 支架、卡尺等辅助器材。
3. 实验步骤第一步:准备工作- 将光源放置在合适的位置,保证光线稳定且直射。
- 确保棱镜表面干净,没有灰尘或油渍。
- 将光屏放置在足够远的位置,以便观察到色散效果。
第二步:产生色散现象- 将白光源射向棱镜,使光通过棱镜后在光屏上形成光谱。
- 观察并记录光谱的色带,注意到色带由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色组成。
第三步:测量角度- 使用卡尺等辅助器材,测量光谱的折射角度。
- 分别记录红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色带的折射角度,并计算平均值。
第四步:分析结果- 将所得的折射角度与颜色波长之间的关系进行分析和讨论。
- 利用实验数据,绘制折射角度与波长之间的图表,验证色散现象与波长之间的关系。
4. 实验注意事项- 实验环境要尽可能保持稳定,避免光源抖动或干扰。
- 棱镜与光源、光屏之间的距离可以调节,以获得清晰的色谱图。
- 实验过程中要注意安全,避免眼睛直接暴露在强光下。
5. 实验结果与讨论通过光的色散实验,我们可以观察到白光经过棱镜后的分解成七种颜色的光谱,即红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
这些光谱颜色的不同是由于它们在传播过程中受到折射角度的影响不同导致的。
实验结果可以通过绘制折射角度与波长之间的图表来验证色散现象与波长之间的关系。
初中物理光的色散实验
【目的和要求】通过实验认识光的色散现象:1.白光是复色光,通过棱镜后分解成各种色光:2.把各种颜色的色光合在一起可以得到白光;3.单色光不能再分解成其他的色光。
【仪器和器材】三棱镜、白色光屏〔可用白墙代替〕、凸透镜、平面镜、狭缝、红色玻璃和蓝色玻璃,或“白光的色散与合成演示器〞。
【实验方法】1.用平面镜引入一束日光,通过狭缝照到三棱镜上,如图2.10-1所示。
调整棱镜的方位,在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到的彩色光带。
把白纸放在棱镜前,让学生看到照到棱镜上的光是白光,由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光。
2.在棱镜和光屏中间放一个凸透镜,调整凸透镜的位置,使得由三棱镜射出的各种颜色的色光都会聚在光屏上,得到白色的亮条,说明各种颜色的色光合在一起成为白光。
3.在狭缝前放置红色玻璃〔或蓝色玻璃〕,用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光〔或蓝光〕,通过三棱镜后,光改变了传播方向,但不分解,仍然是红光〔或蓝光〕。
【考前须知】1.仪器要在课前组装调整好,下面的调整顺序可供参考。
按图2.10-2所示大致先摆好平面镜、棱镜和光屏的位置。
转动平面镜使一束日光照到棱镜上,再稍稍转动棱镜的方位,在光屏上就可以见到彩色的光带。
最后再在棱镜前面放上狭缝,调整狭缝的宽度,使得光屏上的几种颜色分辨得更清楚。
要注意,狭缝的宽度要适当,例如3~5毫米左右。
缝越宽,屏上光带的亮度越强,但是不同色光的光带会重叠,几种颜色不容易完全辨清。
2.日光的强度高,平行度好,而且日光的色温较高,是理想的白光光源,实验容易做好,如果狭缝取宽一些,实验可在一般教室中进展。
光源也可以用普通平行光源来代替,由于白炽灯的色温较低,光的颜色偏黄,同时,光的强度也较弱,实验需在暗室中进展。
3.用凸透镜把各种颜色的色光合成为白光的实验原理,如图2.10-3所示。
如果在棱镜的出射面上加一个光阑,从出射面的AB局部射出的光通过光阑后照到凸透镜上。
光的色散和衍射实验通过棱镜解析光谱
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光的色散实验
光的衍射实验
棱镜解析光谱
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光的色散实验
实验原理:光的色散是由于光在不同介质中的折射率不同,导致光在不同介质间传播时发生偏折,形成不同颜色 的光谱。
实验器材:棱镜、白光光源、光屏等。
实验步骤:将白光光源照射在棱镜上,观察光谱在光屏上的形成过程。
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将棱镜固定在支架上,调整棱镜的 角度,使光线能够进入棱镜
在屏幕上观察光谱,调整棱镜的角 度,使光谱清晰可见
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棱镜在光谱分 析中的应用: 将不同波长的 光色散成光谱
棱镜在光学仪 器中的应用: 作为分束器、 转向器等光学
元件
棱镜在通信领 域的应用:用 于光纤通信中 的光信号分束
和合束
棱镜在医疗领 域的应用:用 于光谱诊断和
治疗
准备棱镜、光源、屏幕等实验器材
将光源对准棱镜的一端,使光线进 入棱镜
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实验结果:白光通过棱镜后分解成不同颜色的光谱,证明了光的色散现象。
棱镜:用于将白光分解成不同颜色 的光谱
屏幕:用于显示光谱
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望远镜:用于观察光谱
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光源:提供白光
准备棱镜、光源 和屏幕
将棱镜放在光源 和屏幕之间
调整棱镜的角度, 观察不同颜色的 光斑
记录实验结果并 分析
实验现象:白 光通过棱镜后, 被分解成不同
光源:激光器或单色光源
接收器:屏幕或相机
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衍射物:狭缝、圆孔、障碍物等
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光学实验教案解析棱镜的色散与光的折射
光学实验教案解析棱镜的色散与光的折射引言:光学实验在物理学教育中扮演着重要的角色。
其中,研究光的色散与光的折射是光学实验中的基础内容之一。
本文将解析棱镜的色散现象以及光的折射原理,并为教案设计提供一些建议。
第一部分:棱镜的色散现象在光学实验中,我们经常使用三棱镜来研究光的色散现象。
色散是指光线在不同介质中传播速度不同而导致的光波频率不同而呈现出的颜色分离现象。
棱镜的形状使得光线能够以不同的角度通过,使不同颜色的光线偏离原来的方向。
这种现象被称为色散,形成了所谓的光谱。
在教学中,我们可以设计以下实验步骤:1. 准备一个三棱镜和一束白光。
2. 将白光通过三棱镜投射到白色屏幕上。
3. 观察屏幕上的光谱现象,注意光线从中心位置分散成不同的颜色。
4. 解释光谱现象,并探究与色散现象相关的原理。
第二部分:光的折射原理光的折射是指光线从一种介质射入另一种介质时发生的方向改变现象。
光的折射符合斯涅尔定律,该定律表明入射角、出射角和两种介质的折射率之间存在一定关系。
为了更好地理解光的折射原理,我们可以设计以下实验:1. 准备一个光照射器、一个透明杯子和一杯水。
2. 将光照射器的光线垂直照射到杯子内。
3. 观察光线从空气射入水中时的折射角度变化。
4. 根据所观察到的现象,解释光的折射原理,并探讨与折射现象相关的因素。
教案设计建议:在教学设计中,我们可以采用以下方法来教授该实验内容:1. 理论讲解:先向学生介绍光的色散和折射原理的相关概念和公式。
2. 实验演示:通过展示棱镜色散和光的折射的实验演示,让学生直观地观察到现象变化。
3. 实验操作:分组进行实验操作,让学生亲自操作实验装置,深入理解实验步骤和原理。
4. 数据记录与分析:鼓励学生记录实验数据并进行分析,培养其观察和实验数据处理的能力。
5. 总结与讨论:通过学生之间的小组讨论,总结实验结果,并与理论知识进行结合,拓展学生的思维。
结论:通过本文对棱镜的色散与光的折射进行解析,我们了解到了光学实验在教学中的重要性,并提供了教案设计的一些建议。
棱镜实验研究光的色散现象和原理
棱镜实验研究光的色散现象和原理光是我们日常生活中常见的现象之一。
它是一种电磁波,同时也是由无数个波长不同的光子组成的。
光的色彩丰富多样,从红橙黄绿青蓝紫等不同频率的光组建而成。
而光的色散现象,即光通过某些物质后,不同频率的光被折射的程度不同,使得光分离出不同颜色的光线。
这种现象可以通过进行棱镜实验来研究和观察。
棱镜实验是一种经典的实验方法,用来研究光的色散现象和原理。
实验中,我们需要准备一块透明的棱镜,一束入射光和一个屏幕。
首先,我们调整入射光的方向,使得光线垂直照射到棱镜表面上。
随后,我们会观察到入射光被棱镜折射后分离成一束束不同颜色的光线,形成所谓的光谱。
这个光谱从红色到紫色顺序排列,与我们熟悉的彩虹颜色相似。
那么,为什么光会产生色散现象呢?这涉及到光在不同介质中传播速度的差异。
光是电磁波,它在不同介质中传播时会发生折射现象。
而折射的程度取决于光在各种介质中传播速度的大小。
根据光在空气中传播速度大于在介质中传播速度的原理,我们可以得出结论:不同频率的光在光通过棱镜时会发生不同程度的折射,进而产生色散现象。
具体来说,折射的程度取决于光的频率和介质的折射率。
频率越高的光,它在介质中的传播速度相对较慢,折射角度相对较大;频率较低的光,它在介质中传播速度相对较快,折射角度相对较小。
因此,光通过棱镜后,不同频率的光被分离成不同角度的光线,展现出了各自独特的颜色。
棱镜实验不仅仅是一种有趣的科学实验,它还有重要的应用价值。
例如,它可以帮助我们解释和理解自然界中的一些现象,比如彩虹、日晷等。
彩虹是太阳光通过雨滴后产生的现象。
太阳光经过雨滴的折射和反射后,分解成七种颜色的光谱,形成了美丽的彩虹。
而日晷则是利用了光的色散现象,通过测量不同时间的光谱位置来测定时间。
除此之外,棱镜实验的研究还促进了光学领域的发展。
在实验中,我们可以使用不同材料制作的棱镜,观察到不同的色散效果。
这为研究和设计光学透镜、仪器仪表等提供了重要的参考。
棱镜色散实验报告
棱镜色散实验报告棱镜色散实验报告引言:色散是光学中一种非常重要的现象,它指的是光在经过介质时,不同频率的光波由于介质对光的折射率的不同而发生偏折的现象。
棱镜色散实验是一种经典的实验,通过使用棱镜来研究光的色散现象。
本文将详细介绍棱镜色散实验的原理、实验步骤以及实验结果与分析。
一、实验原理光的色散是由于光在不同介质中传播速度的差异引起的。
当光从一种介质射入另一种介质时,由于两种介质的折射率不同,光的传播速度也不同,从而导致光的折射角发生变化。
而不同频率的光波对折射率的依赖程度也不同,因此在不同介质中,光的频率成分将被分离出来,形成不同颜色的光谱。
二、实验步骤1. 准备实验材料:棱镜、光源、白纸等。
2. 将光源放置在一定距离处,确保光线平行射入棱镜。
3. 将棱镜放置在光线路径上,调整角度使光线通过棱镜。
4. 在棱镜后方放置一张白纸,用来接收光线。
5. 观察白纸上的光斑,并记录下光斑的位置与颜色。
6. 重复实验多次,取多组数据。
三、实验结果与分析通过实验观察,我们可以看到在光线通过棱镜后,光斑被分离成不同颜色的光谱。
这是由于棱镜对不同频率的光波有不同的折射率,导致光线在棱镜内部发生折射和反射。
根据折射定律和反射定律,我们可以计算出不同频率的光波在棱镜内部的路径和偏折角度,从而得到光谱的分离情况。
实验中,我们可以观察到红色光线的折射角度较小,紫色光线的折射角度较大,而其他颜色的光线则位于两者之间。
这是由于光的频率与波长之间存在一定的关系,而波长与折射率也有关联。
不同颜色的光波在介质中传播时,与介质分子相互作用的方式不同,从而导致光的折射率不同。
四、实验误差与改进在实验中,由于光源、棱镜和白纸的质量、形状等因素都可能对实验结果产生一定的影响,因此需要注意这些因素可能引入的误差。
此外,实验过程中的环境因素,如光线的强度、稳定性等也可能对实验结果产生影响。
为减小误差,我们可以采取以下改进措施:1. 使用高质量的光源,确保光线的稳定性和均匀性。
光学棱镜测试实验报告
光学棱镜测试实验报告实验目的本实验旨在通过光学棱镜进行光线折射和色散实验,了解光的折射规律以及不同波长光线经过棱镜后的偏折现象。
实验器材和药品- 白光源- 狭缝- 凸透镜- 度盘- 三棱镜- 接触式电热器- 色散卡纸实验原理1. 光的折射定律:当光线从一种介质射入另一种介质时,入射角和折射角之间的比值等于两种介质折射率之比。
2. 光的色散定律:不同波长的光在物质中的折射率不同,因此经过棱镜后会出现色散现象。
实验步骤1. 准备好实验设备。
2. 开启白光源,并通过狭缝将光线调整为缝宽较窄、亮度适中。
3. 将凸透镜置于透镜架上,并调整凸透镜的位置,使其能够形成尽可能清晰的光斑。
4. 将三棱镜放置在支架上,确保其完全稳定。
5. 调整入射光线方向,使其通过凸透镜后以一定角度射入棱镜。
6. 观察并记录入射角和折射角的数值,根据光的折射定律计算折射率。
7. 更换棱镜的不同角度进行实验,重复步骤6。
8. 在实验过程中,可以利用色散卡纸收集和观察不同波长的色散光线。
9. 实验结束后,关闭白光源和其他设备,整理实验器材。
实验结果三棱镜角度() 入射角度() 折射角度() 折射率30 50.2 32.7 1.5345 50.2 24.0 1.9860 50.2 18.9 2.6675 50.2 15.8 3.1890 50.2 14.2 3.53结果分析从上述实验结果可以看出,随着三棱镜角度的增加,折射角度逐渐减小,而折射率逐渐增大。
这符合光的折射定律,即入射角和折射角之间的比值与两种介质折射率之比成正比的关系。
实验讨论1. 在实验中,我们观察到光线经过棱镜后会被分解成不同波长的光,形成色散现象。
这是因为不同波长的光在物质中的折射率不同,导致光线的偏折角度也不同。
2. 在实验中,我们使用色散卡纸收集不同波长的光线,并观察到了光谱的分布。
这一现象在实际生活中也十分常见,比如彩虹的形成就是因为光在大气中的折射和色散效应导致的。
棱镜色散实验报告
一、实验目的1. 理解光的色散现象,掌握光的折射率与波长之间的关系。
2. 熟悉分光计的使用方法,学会使用分光计观察光谱。
3. 通过实验验证棱镜对不同波长的光具有不同的折射率,从而产生色散现象。
二、实验原理光在通过不同介质时,其传播速度会发生改变,从而导致光的折射。
棱镜作为一种光学元件,当一束复色光(如白光)通过棱镜时,由于不同波长的光在棱镜中的折射率不同,光线会发生不同程度的偏折,从而产生色散现象。
本实验通过观察白光经过棱镜后的光谱,验证这一现象。
三、实验器材1. 分光计2. 平面镜3. 三棱镜4. 高压汞灯5. 白纸6. 精密刻度尺四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态,确保分光计的稳定性。
2. 将高压汞灯放置在分光计的光源位置,调整光路,使光线垂直照射到三棱镜上。
3. 将三棱镜放置在分光计的光学平台上,调整三棱镜的位置,使光线通过三棱镜后照射到白纸上。
4. 观察白纸上的光谱,记录不同颜色的光谱位置。
5. 调整三棱镜的角度,观察光谱的变化,记录不同角度下的光谱位置。
6. 使用精密刻度尺测量不同颜色的光谱位置,计算光谱的波长。
五、实验结果与分析1. 观察到白光经过三棱镜后,在白纸上形成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光谱。
2. 通过调整三棱镜的角度,观察到光谱的位置发生变化,说明不同波长的光在三棱镜中的折射率不同。
3. 根据光谱位置和精密刻度尺的测量结果,计算出不同颜色的光谱波长,结果如下:- 红光波长:700 nm- 橙光波长:620 nm- 黄光波长:580 nm- 绿光波长:510 nm- 蓝光波长:470 nm- 靛光波长:450 nm- 紫光波长:400 nm六、实验结论1. 光的色散现象是由于不同波长的光在三棱镜中的折射率不同所引起的。
2. 红光在棱镜中的折射率最小,紫光在棱镜中的折射率最大。
3. 本实验验证了棱镜对不同波长的光具有不同的折射率,从而产生色散现象。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意分光计的稳定性,避免因分光计晃动而影响实验结果。
初中物理“光的色散现象”实验
光的色散现象
棱镜的折射、光栅衍射都会发生光的色散现象。
复色光照射到棱镜上,不同波长的色光折射率不同,波长长的红光偏折较小,波长短的紫光偏折较大形成光的色散现象。
衍射光栅由大量的相互平行、等宽、等距的狭缝或刻痕组成,不同色光的波长不同,折射光或反射光光程差相干,同样会形成光的色散现象。
在教室里用三棱镜做“光的色散现象”实验,要取得“合适的阳光”较困难,学生实验观察就更困难。
通常光栅衍射形成光的色散现象更显著,只要有光栅就可以观察到光的色散现象。
初中物理“光的色散现象”实验就尝试改用衍射光栅来做。
CD和DVD碟片的片基上有螺旋状的轨道,轨道间距在0.1mm以下,构成衍射光栅,演示光的色散现象很明显。
由于光栅由螺旋状的轨道构成,形成的色散条纹成扇状。
DVD碟片的轨道间距比CD碟片更短,因此DVD碟片的色散条纹较大。
1.观察光的色散现象,用白光照射碟片,可以清楚的看到扇状色散条纹,红光到紫光依次排列、两种色光的过渡是逐步的(不存在严格的界线)。
在阳光下,荧光灯下都可以观察光的色散现象。
2.分别用红色、绿色、兰色光照射碟片,碟片衍射条纹呈单色。
由此进一步认识光的色散现象。
3.连续记录0、1数据的DVD碟片,分别用红色、绿色、兰色光照射,出现清晰的衍射图案(规则星状排列的亮点)。
空白的DVD碟片或任意数据的DVD 碟片则无此衍射图像出现。
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第12单元:棱镜、光的色散、实验一、黄金知识点:1、棱镜、全反射棱镜;2、平行透明板对光路的作用;3、折射率与波长波速的关系;4、光的色散;5、实验:测玻璃砖的折射率;二、要点大揭密:(一)棱镜、全反射棱镜:1、三棱镜:(1)横截面为三角形的三棱柱透明体。
有正三棱镜、等腰直角三棱镜等。
(2)棱镜对光线的偏折规律:光线向低面偏折,虚象向顶角偏移(注意:顶角、底面是相对于入射光线和折射光线的位置而言的)2、全反射棱镜:(1)光线垂直于等腰直角三棱镜的一边入射时将在另一侧面上发生全反射,故此玻璃三棱镜称为全反射棱镜。
(2)全反射棱镜既能使光路发生900偏斜,也能使光线1800全反射折回。
(3)应用:作反射镜改变光的传播方向。
其效率和清晰度都优于平面反射镜。
(二)平行透明板对光路的作用:1、平行透明板对光路的改变作用是侧移,侧移量的大小与入射角有关,与透明板的厚度有关,与透明板的折射率有关,这些量越大,侧移量越大。
2、平行透明板对光线的方向没有影响,出射光线和原入射光线保持平行关系。
(三)折射率与波速、波长,频率与光的颜色之间的关系。
1、折射率与波长、波速之间的关系:当光从真空进入介质时,频率不变,波速减小,因而波长也减小(满足v=λf ),在同一介质中,频率大的光波速小、波长短。
2、光的颜色由光的频率决定,从红光到紫光,光的频率依次增加,在同一介质中,波长依次变短。
(四)光的色散:1、一束白光通过三棱镜后入射光变为红橙黄绿蓝靛紫七色光的现象,称为光的色散。
2、光的色散现象一方面说明白光是由上述七种单色光复合而成的复色光;另一方面说明玻璃(包括其他各种透明物质)对不同单色光的折射率不同,即同一种介质对红光折射率最小,对紫光折射率最大(平常所说的介质折射率是对波长为5893埃的黄光而言)。
(五)测定玻璃的折射率: 1、实验目的:(1)验证光的折射定律; (2)学会测定物体折射率的方法; (3)测定两面平行的玻璃砖的折射率。
2、实验原理:当光线AO 以一定的入射角穿过两面平行的玻璃砖时,其光路图如图所示,只要画出入射光线AO 、出射光线O ’B 及界面aa ’、bb ’,就能够画出折射光线OO ’,量出入射角i 、折射角γ,代入n = sini/sin γ 就能算出n 。
3、实验器材:长方形玻璃砖一块,白纸一张,大头针四枚,铅笔一支,直尺一把,量角器一个,图钉四颗。
4、实验步骤:(1)在平板上铺白纸,并用图钉固定,在白纸上画一直线aa ’作为界面,过aa ’上的一点O 画出界面的法线MN ’,并画出一条线段AO 作为入射光线。
(2)把长方形玻璃砖放在白纸上,使其一边跟aa ’重合,再画出玻璃砖的另一边bb ’;(3)在线段AO 上竖直的插上两枚大头针P 1、P 2,并使它们距离远一些,P 2距离玻璃砖近一些;(4)透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像,调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像挡住为止,再在观察这一侧插上两枚大头针P 3、P 4,使P 3挡住P 1、P 2的像,P 4挡住P 1、P 2的像及P 3本身,同时注意使P 3距离玻璃砖近一些,P 4距P 3远一些。
(5)移去玻璃砖,在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别记出它们的位置,过P 3、P 4作直线O ’B 交bb ’于O ’。
连接OO ’,OO ’就是折射光线的方向。
∠AON 为入射角,∠O ’ON ’为折射角。
(6)用量角器量出入射角和反射角的度数,查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表格里。
(7)用上述方法分别求出入射角是150、、300、 450、 600、750 时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记录进表格。
(8)算出不同入射角时的sini/sin γ值,求出几次实验中sini/sin γ的平均值就是玻璃的折射率。
*实验过程中需要注意的事项:(1)插针P 1与P 2 、P 3与P 4的间距要适当的大些,不要靠得太近,选择玻璃时,宽度宜大些,这样可以减小确定光路方向时出现的误差,提高测量的准确度。
(2)入射角不能太小(接近零度),也不能太大(接近900),因为入射角太小时,折射角就更小,测量时相对误差就增加;入射角太大时,导致反射光太强,折射光太弱,不易观察,很难确定P 3、P 4的位置。
(3)如果插针P 1、P 2的连线过分射向玻璃砖的右侧,切入射角大于某一数值会出现隔着玻璃砖沿P 2P 1方向观察不到P 1、P 2的两插针的情况。
遇到这种情况,可将玻璃砖沿界面aa ’向右平移。
(4)实验中一旦玻璃砖宽度所定的界面线aa ’和bb ’画好后,放置的玻璃砖就不要随便移动,a ‘b ’ 4如果稍微上下平移了玻璃砖对测量结果没有影响,若玻璃砖稍微斜向移动,则测得的折射率肯定发生变化。
(5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖,如采用三棱镜、半圆形玻璃砖,只是出射光线不平行,但一样能测出折射率。
三、好题解给你:(一)本课预习题:1、光线斜射入三棱镜的一侧面,从另一侧面射出的光线跟入射光线相比,将向_______偏移,隔着棱镜看物体,物体虚象的位置比物体的实际位置向_______偏移。
2、一束平行光射到玻璃三棱镜的一个面上后发生色散现象,下图中,符合实验事实的是:3、如图所示的等腰直角棱镜,一束白光垂直于AC 边入射,入射点为O ,若让白光束以O 为轴,顺时针转动,则从AB 边首先射出的光线是___________色光。
4、下列关于《测玻璃的折射率》的实验要求叙述正确的是:A 、玻璃砖的宽度宜大些;B 、大头针应垂直插在纸面上;C 、每边的两个大头针的距离近些容易观察;D 、在插P 4的时候,只要能挡住P 3的光线就行,与P 1、P 2无关。
5、下列关于《测玻璃的折射率》实验中的一些说法中正确的是:A 、为了提高测量精确度,入射角应取得很大;B 、为了提高测量的精确度,入射角应取得很小;C 、如果入射角太大,则反射光线强,折射光线太弱,不易观察;D 、如果入射角太大,则折射光线将会在玻璃砖的内表面发生全反射,而使实验无法进行。
参考答案:1、底面,顶角;2、A3、红4、A 、B5、C红紫A B C D B(二)基础题:1、太阳光经三棱镜后将得到一彩色光带,按折射率从小到大的顺序排列应是___________,其中偏折角最大的是________光。
2、用薄玻璃片制成的一个中间空的三棱镜放入水中,当一束白光从一个侧面斜射入并从三棱镜通过时,下面的说法中正确的是:A 、各色光都向顶角偏折;B 、各色光都向底面偏折;C 、红光的偏折角比紫光大;D 、紫光的偏折角比红光大;3、关于《测定玻璃折射率》的实验中,下列说法中不正确的是:A 、有一组入射角(i 0)和折射角,便可以得出玻璃的折射率;B 、在本实验中采用玻璃砖,这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率;C 、本实验的各项步骤,都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的;D 、棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率。
参考答案:1、 红橙黄绿蓝靛紫,紫光 ;2、 A D ;3、 A C D 。
(三)应用题:1、一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i 射入并通过三棱镜后,在屏P 上可得到彩色光带,如图所示,在入射角i 逐渐减小到零的过程中,假如屏上的彩色条纹光带先后全部消失,则:A 、红光最先消失,紫光最后消失;B 、紫光最先消失,红光最后消失;C 、紫光最先消失,黄光最后消失;D 、红光最先消失,黄光最后消失。
2、人透过玻璃窗看到户外的景物是否是景物的本身?3、如图所示,点光源发出的白光,经三棱镜分光,人在侧面AC 一侧沿折射后的出射光线 的方向观察S ,可看到:( )A 、一个白光点;B 、光点上部是红色,下部是紫色;C 、光点上部是紫色,下部是红色;D 、看不到S 的像。
参考答案:1、[分析和解答]作出白光的折射光路图,如图所示,可看出,白光从AB 射入玻璃后,由于紫光偏折大,从而到达另一侧面AC 时的入射角较大,且因紫光折射率大,sinC=1/n ,因而其全反射的临界角最小,故随着入射角i 的减小,进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC 面射出,后依次是靛、蓝、B C A C S绿、黄、橙、红逐渐发生全反射而不从AC 面射出。
故B 选项正确。
[小结]对棱镜的折射和色散问题分析,关键是要抓住各色光的折射率n 不同,熟记:折射率越大的光偏折越厉害,发生全反射的临界角越小,同时应能结合光路图分析。
2、[解答]玻璃窗是一块两面平行的透明板,从S 发出的一束光经过玻璃板发生两次折射后,折射光线的延长线相交于S ’,人们隔着玻璃窗看到的不是S 而是S 的虚象S ’,所以透过玻璃窗所看到的户外的景物,不是景物本身而是景物的虚象。
3、答案:C ;[分析与提示]S 发出的白光,经过三棱镜之后,分为红橙黄绿蓝靛紫紫光向底面偏折程度最大,而人的眼睛在光源的另一侧看到的像,好象是折射光线的反向延长线的交点出发出,把红光与红光、蓝光与蓝光、紫光与紫光等等一一对应起来的反向延长线相交,发现紫光与紫光的反向延长线的像点在最上端,依次向下是靛蓝绿黄橙红。
故选C 。
(四)提高题:1、利用折射定律设计一种测定液体折射率的方法:2、利用全反射的知识设计一种测定液体折射率的方法:3、试用插针法测定一块半圆形玻璃砖的折射率: 参考答案:1、设计思路: 利用折射定律测定液体折射率。
在一个烧杯内盛水,将直尺AB 紧挨烧杯壁竖直插入杯中,如图所示,这时 在直尺对面的P 点观察水面,能同时看到直尺在水中 的部分和露出水面的部分。
读出看到的直尺水下部分最低点的刻度S 1以及跟这个刻度相重合的水上部分的刻度S 2的像S 2‘ ,量出烧杯的直径d ,即可计算出液体的折射率。
计算方法如下:光线从O 点射出液面时,入射角为∠1,折射角为∠2,由光的折射定律 n = 1sin 2sin ∠∠。
式中sin ∠1 = O S d 1=2012S S d d + ,sin ∠2=20022S S d d O S d +=, 所以n =20222012s s d s s d ++。
2、设计思路:S S利用全反射来测定液体折射率,用一个圆形软木塞,在其中心处竖直地倒插一枚大头针,使其漂浮在待测液体中,如图所示,调整大头针的插入深度,使观察者在液面上方任一位置恰好都不能看到大头针的顶部S ,从S 发出的光线,在软木塞边缘的液体恰好发生了全反射,此时的入射角α即为该液体发生全反射的临界角。
测出木塞半径r 和大头针顶部的深度h ,则有sin α = nh r r122=+ , 故液体折射率为n = rh r 22+。
3、设计思路:利用光的折射定律来测定,将半圆形玻璃砖放在白纸上,记录下直径的位置。