实验十八测定玻璃的折射率.ppt

第十四章 光的传播 光的波动性 实验十八 测定玻璃的折射率 第十四章 光的传播 光的波动性 知识要点归纳 实验实验 目的 掌握测测定折射率的方法，会测测定玻璃 的折射率 第十四章 光的传播 光的波动性 实验实验 原理 如图图1441所示，当光线线AO以一 定的入射角1穿过过两面平行的玻璃砖砖 时时,通过过插针针法找出跟入射光线线AO对对 应应的出射光线线OB，从而求出折射 光线线OO和折射角2， 第十四章 光的传播 光的波动性 图图1441 第十四章 光的传播 光的波动性 实验实验 器材 白纸纸、图钉图钉 、大头针头针 、直尺、铅铅笔、 量角器、平木板、长长方形玻璃砖砖 第十四章 光的传播 光的波动性 过程分析导引 实验实验 步骤骤 1把白纸铺纸铺 在木板 上(如图图1442) 图图1442 第十四章 光的传播 光的波动性 2在白纸纸上画一直线线aa作为为界面， 过过aa上的一点O画出界面的法线线 NN,并画一条线线段AO作为为入射光线线 3把长长方形玻璃砖砖放在白纸纸上，并使 其长边长边 与aa重合，再用直尺画出玻璃 砖砖的另一边边bb. 第十四章 光的传播 光的波动性 4在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1 、P2. 5从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头 针P1、P2的像，调整视线的方向直到P1的 像被P2的像挡住再在bb一侧插上两枚大 头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像,P4能 挡住P3本身及P1、P2的像 第十四章 光的传播 光的波动性 6移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时 分别记下它们的位置，过P3、P4作直线OB交 bb于O.连接O、O,OO就是玻璃砖内折射光 线的方向AON为入射角,OON为折射角 7改变入射角，重复实验 第十四章 光的传播 光的波动性 数据处理 图图1443 第十四章 光的传播 光的波动性 第十四章 光的传播 光的波动性 以入射点O为圆为圆 心，以一定长长度R为为 半径画圆圆，交入射光线线AO于E点，交 折射光线线OO于E点， 过过E作NN的垂线线EH， 过过E作NN的垂线线E H.如图图1444所示，图 图1444 第十四章 光的传播 光的波动性 第十四章 光的传播 光的波动性 误误差分析 1入射光线线、出射光线线确定的准确 性造成误误差，故入射侧侧、出射侧侧所插 两枚大头针间头针间 距应应大一些 2入射角和折射角的测测量造成误误差 ，故入射角应应适当大些，以减小测测量 的相对误对误 差 第十四章 光的传播 光的波动性 注意事项项 1实验时实验时 ,应应尽可能将大头针竖头针竖 直插 在纸纸上,且P1和P2之间间、P3和P4之间间、 P2与O、P3与O之间间距离要稍大一些 第十四章 光的传播 光的波动性 2入射角1不宜太大(接近90)，也不 宜太小(接近0)太大：反射光较较强， 出射光较较弱；太小：入射角、折射角测测 量的相对误对误 差较较大 3操作时时，手不能触摸玻璃砖砖的光洁洁 光学面，更不能把玻璃砖砖界面当尺子画 界线线 第十四章 光的传播 光的波动性 4实验过实验过 程中，玻璃砖砖与白纸纸的相 对对位置不能改变变 5玻璃砖应选砖应选 用宽宽度较较大的，宜在5 cm以上，若宽宽度太小，则测则测 量误误差 较较大 第十四章 光的传播 光的波动性 实验典例探究 在利用插针针法测测定玻璃折射 率的实验实验 中： (1)甲同学在纸纸上确定玻璃砖砖的另一个 界面bb时时，不自觉觉地碰了玻璃砖砖使 它向aa方向平移了少许许， 实验误差分析 例1 第十四章 光的传播 光的波动性 如图图1445所示则则他测测出的折射 率值值将_(选选填“偏大”“偏小 ”或“不变变”)； 图图1445 图图1446 第十四章 光的传播 光的波动性 (2)乙同学在画界面时时，不自觉觉地将两 界面aa、bb间间距离画得比玻璃砖砖 宽宽度大些，如图图1446所示则则他 测测得的折射率_(选选填“偏大 ”“偏小”或“不变变”) 第十四章 光的传播 光的波动性 【解析】 (1)如图图1447所示甲同 学利用插针针法确定的入射角不受影响, 但测测得的折射角比真实值实值 偏小，所以 测测得的折射率偏大 图图1447 图图1448 第十四章 光的传播 光的波动性 (2)如图图1448所示，乙同学利用插 针针法确定入射光线线、折射光线线后，测测 得的入射角不受影响，但测测得的折射 角比真实实的折射角偏大，因此测测得的 折射率偏小 【答案】 (1)偏大 (2)偏小 第十四章 光的传播 光的波动性 学校开展研究性学习习，某研究 小组组的同学根据所学的光学知识识，设设 计计了一个测测量液体 折射率的仪仪器，如 图图1449所示 利用折射现象测折射率 例2 图图1449 第十四章 光的传播 光的波动性 在一圆盘圆盘 上，过过其圆圆心O作两条互相 垂直的直径BC、EF，在半径OA上， 垂直盘盘面插下两枚大头针头针 P1、P2并保 持P1、P2位置不变变，每次测测量时让圆时让圆 盘盘的下半部分竖竖直进进入液体中，而且 总总使得液面与直径BC相平，EF作为为 界面的法线线， 第十四章 光的传播 光的波动性 而后在图图中右上方区域观观察P1、P2的 像，并在圆圆周上插上大头针头针 P3，使P3 正好挡挡住P1、P2.同学们们通过计过计 算， 预预先在圆圆周EC部分刻好了折射率的 值值，这样这样 只要根据P3所插的位置，就 可直接读读出液体折射率的值值，则则： 第十四章 光的传播 光的波动性 (1)若AOF30，OP3与OC的夹夹角 为为30，则则P3处处所对应对应 的折射率的值值 为为_ (2)图图中P3、P4两位置_处处所 对应对应 的折射率大 (3)作AO的延长线长线 交圆圆周于K，K处处所 对应对应 的折射率值应为值应为 _ 第十四章 光的传播 光的波动性 第十四章 光的传播 光的波动性 第十四章 光的传播 光的波动性 (2011高考天津卷)某同学用大 头针头针 、三角板、量角器等器材测测半圆圆 形玻璃砖砖的折射率开始玻璃砖砖的位 置如图图14410中实线实线 所示，使大 头针头针 P1、P2与圆圆心O在同一直线线上， 该该直线线垂直于玻璃砖砖的直径边边， 利用全反射现象测折射率 例3 第十四章 光的传播 光的波动性 然后使玻璃砖绕圆砖绕圆 心O缓缓慢转动转动 ，同 时时在玻璃砖砖的直径边边一侧观侧观 察P1、P2 的像，且P2的像挡挡 住P1的像如此观观 察，当玻璃砖转砖转 到 图图中虚线线位置时时， 上述现现象恰好消失 图图1441