11.激光已经深入到我们生活的各个方面。某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。
(1)如图所示,在水平面上方适当位置固定激光光源,使其发射与水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖,激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d= cm,MN=b=2 cm。根据以上信息,求该玻璃砖的折射率n;
(2)为测量该激光的波长,将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽略),在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a,求该激光的波长。
[解析] (1)如图所示,设折射角所对的边的长度为x,激光入射角i=90°-30°=60°,由几何关系知
sin i=,sin r=,由折射定律n=,联立并代入数据解得n=。
(2)5条亮条纹之间的距离为a,则相邻两条亮条纹之间的距离Δx=
由条纹间距公式Δx=λ
联立解得λ=。
[答案] (1) (2)
(1)如图所示,在水平面上方适当位置固定激光光源,使其发射与水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖,激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d= cm,MN=b=2 cm。根据以上信息,求该玻璃砖的折射率n;
(2)为测量该激光的波长,将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽略),在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a,求该激光的波长。
[解析] (1)如图所示,设折射角所对的边的长度为x,激光入射角i=90°-30°=60°,由几何关系知
sin i=,sin r=,由折射定律n=,联立并代入数据解得n=。
(2)5条亮条纹之间的距离为a,则相邻两条亮条纹之间的距离Δx=
由条纹间距公式Δx=λ
联立解得λ=。
[答案] (1) (2)