中四物理实验4方砖玻璃块折射实验.doc

蝿肃莂莀蚅肂肂薅薁虿膄莈蒇螈芆薄螆螇羆莆蚂螆肈薂蚈螅芁莅薄螅莃芈袃螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒁薁袁羇芄蒇袀聿蒀螅衿膂节螁衿莄蒈蚇袈肄莁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈薅蚄羄肀莇薀羃膂薃蒆羃芅莆袄羂肄膈螀羁膇蒄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈羈肁芅螇肈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅肅膈节袃肄芀薇蝿肃莂莀蚅肂肂薅薁虿膄莈蒇螈芆薄螆螇羆莆蚂螆肈薂蚈螅芁莅薄螅莃芈袃螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒁薁袁羇芄蒇袀聿蒀螅衿膂节螁衿莄蒈蚇袈肄莁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈薅蚄羄肀莇薀羃膂薃蒆羃芅莆袄羂肄膈螀羁膇蒄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈羈肁芅螇肈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅肅膈节袃肄芀薇蝿肃莂莀蚅肂肂薅薁虿膄莈蒇螈芆薄螆螇羆莆蚂螆肈薂蚈螅芁莅薄螅莃芈袃螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒁薁袁羇芄蒇袀聿蒀螅衿膂节螁衿莄蒈蚇袈肄莁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈薅蚄羄肀莇薀羃膂薃蒆羃芅莆袄羂肄膈螀羁膇蒄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈羈肁芅螇肈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅肅膈节袃肄芀薇蝿肃莂莀蚅肂肂薅薁虿膄莈蒇螈芆薄螆螇羆莆蚂螆肈薂蚈螅芁莅薄螅莃芈袃螄肃 薁羂芇莁螃螄芃莁袆肀腿莀薅袃肅荿蚈肈莄莈螀袁芀蒇袂肆膆蒆薂衿肂蒅蚄肅羈蒅袇袈莆蒄薆膃节蒃虿羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莃薀薃螇艿蕿蚅羂膅蕿螈螅肁薈薇羁肇薇虿袄莅薆螂聿芁薅袄袂膇薄薄肇肃蚃蚆袀莂蚃螈肆芈蚂袁袈膄蚁蚀肄膀芇螃羇肆芇袅膂莅芆薅羅芁芅蚇膀膆芄蝿羃肂莃袂螆莁莂薁羂芇莁螃螄芃莁袆肀腿莀薅袃肅荿蚈肈莄莈螀袁芀蒇袂肆膆蒆薂衿肂蒅蚄肅羈蒅袇袈莆蒄薆膃节蒃虿羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莃薀薃螇艿蕿蚅羂膅蕿螈螅肁薈薇羁肇薇虿袄莅薆螂聿芁薅袄袂膇薄薄肇肃蚃蚆袀莂蚃螈肆芈蚂袁袈膄蚁蚀肄膀芇螃羇肆芇袅膂莅芆薅羅芁芅蚇膀膆芄蝿羃肂莃袂螆莁莂薁羂芇莁螃螄芃莁袆肀腿莀薅袃肅荿蚈肈莄莈螀袁芀蒇袂肆膆蒆薂衿肂蒅蚄肅羈蒅袇袈莆蒄薆膃节蒃虿羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莃薀薃螇艿蕿蚅羂膅蕿螈螅肁薈薇羁肇薇虿袄莅薆螂聿芁薅袄袂膇薄薄肇肃蚃蚆袀莂蚃螈肆芈蚂袁袈膄蚁蚀肄膀芇螃羇肆芇袅膂莅芆薅羅芁芅蚇膀膆芄蝿羃肂莃袂螆莁莂薁羂芇莁螃螄芃莁袆肀腿莀薅袃肅荿蚈肈莄莈螀袁芀蒇袂肆膆蒆薂衿肂蒅蚄肅羈 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) 膠紙 (1)。裝置圖：步驟：1)用膠紙將繪圖紙固定在實驗檯。將方磚的 CD 面以膠紙遮蓋。在 AB 面近角 B 的地方以兩片膠紙製造一豎直狹縫 ( 闊 1 mm )。2)將方磚放於繪圖紙上。抄繪方磚和狹縫的位置。分別以 15、20、25、30及35的入射角 i 繪畫五條射向狹縫的直線 ( 最少 15 cm 長 ) 。開啟光線箱，使發出一入射光線逐一沿直線射向狹縫。在繪圖紙記下折射光線從方磚的 CD 面射出的位置。重複其餘入射角的實驗。移開方磚並抄繪方磚內的折射線，用量角器量度折射角 r。結果：i1520253035r1014162023sin i0.260.340.420.500.57sin r0.170.240.280.340.39入射光線應靠近 A 點，若靠近 B 點，則可能觀察不到折射線。計算：圖線的斜率 = = 1.46 ( 接受 1.425 1.575 )誤差：圖線的斜率 = 玻璃塊的折射率，玻璃塊折射率的真確值 = 1.50，實驗的百分誤差 = = 2.67 % (接受5%以內的誤差)改善方法：誤差的主要來源是光線太粗及太暗，以致難於準確地決定入射光線及折射光線的路徑，令實驗量度得的入射角及折射角出現誤差。此誤差可以更強的燈泡及調校燈泡在光線箱中的位置，以得出更光及更窄的光線。另一方面，亦可以重複作實驗得出的平均值作計算，以除去實驗的隨機誤差。延伸實驗：可作一量度臨界角 c 的實驗，並以臨界角與與折射率 n 的關係 求出折射率，並比較以上得出的折射率，決定哪一個實驗較適合用來求玻璃塊的折射率 (即實驗誤差較少)。結論：方磚折射率的實驗值為 1.46，其百分誤差為 2.67 %。中四物理實驗4a半圓膠塊折射實驗1.最大的轉向角a)將半圓玻璃塊放在印有量角器圖案的工作紙上，b)將一條光線沿空氣射向半圓玻璃塊的圓心，c)選擇不同的入射角 () ，量度對應的折射角 ()。（目標：求最大的轉變角度）入射角 ()折射角 () d)求最大的轉變角度 ( )：，2.膠塊的臨介角a)將半圓玻璃塊放在印有量角器圖案的工作紙上，b)將一條光線沿玻璃射向半圓玻璃塊的圓心，c)將入射角 () 增加，觀察當入射角大於臨介角時，折射線會消失，臨介角等於o 。d)當入射角大於臨介角時，描述觀察得的光學現象。中四物理實驗4b半圓膠塊折射實驗1.將光線射入一半圓膠塊，得出以下各光線路徑，並量度各標示長度。(a)a = , b = , d = (b)a = , d = (c)a = , d = 中四物理實驗5稜鏡折射實驗儀器：( 有單狹縫的 ) 光線箱 (1)，60稜鏡 (1)，膠尺 (1)，量角器 (1)，繪圖紙 (1)，膠紙 (1)。步驟：用膠紙將繪圖紙固定在實驗檯。將稜鏡的 AC 面以兩片膠紙製造一豎直狹縫 ( 闊 1 mm ) 於 AC 面的中點 M。將稜鏡放於繪圖紙上並抄繪其位置。繪畫兩條射直線 XM 和 YM ( 最少 10 cm 長 ) 射向位於 M 的狹縫，而 XMC = 30和 YMC = 40。開啟光線箱使發出入射光線沿 XM 射向狹縫。在繪圖紙記下從稜鏡 AB 邊射出的光線。將光線沿 YM 入射並重複實驗。移開稜鏡並延伸每對入射線與出射線直至相交。標出兩出射線相對各自的入射方向 XM 和 YM 所偏折的角度 和 。用量角器量度它們的值。 = = 建議討論問題：1.繪出折射光線圖，並運用折射定律、 及 求出稜鏡折射率的真確值。2.比較稜鏡折射率的真確值，求實驗的百分誤差。3.實驗誤差的主要來源是甚麼？怎樣減少實驗的誤差？中四物理實驗6凸透鏡成像實驗儀器：燈箱 (1)，屏幕 (1) ，凸透鏡連座 (1)，米尺 (1)，膠尺 (1)。注意：完成實驗後應把燈箱關掉。步驟：將儀器排列如圖示。調校凸透鏡和屏幕的位置直至一個邊長 1.2 cm 的像在屏幕形成。將物體 O 和屏幕的距離增加 5 cm 並量度兩者的間距 D。D = 把凸透鏡移向屏幕直至清晰的像在屏幕形成。量度凸透鏡和屏幕的距離 d1。d1 = 把凸透鏡移向燈箱直至清晰的像再次在屏幕形成。量度凸透鏡和屏幕的距離 d2。d2 = 凸透鏡的焦距 f 為f = (*) = 建議討論問題：1.繪出以上各成像情況的光線圖。2.已知 ，用數學的方法推導式子 (*)。3.比較焦距的真確值，求實驗求得的焦距的百分誤差。4.實驗誤差的主要來源是甚麼？怎樣減少實驗的誤差？中四物理實驗7凸透鏡成像實驗儀器：燈箱 (1)，屏幕 (1) ，凸透鏡連座 (1)，米尺 (1)，膠尺 (1)，方格紙 (1)，黑布 (1)。注意：完成實驗後應把燈箱關掉。實驗：將儀器排列如圖示。調校凸透鏡和屏幕的位置直至一個邊長 1.5 cm 的像在屏幕形成。量度凸透鏡與物體 O 的距離 u 和凸透鏡與屏幕的距離 v。將凸透鏡與物體的距離 u 逐次增加 2 cm。調校屏幕的位置直至清晰的像在屏幕形成。量度對應的 u 和 v 的值。u / cmv / cm1/u / cm-11/v / cm-1標繪 1/u 對 1/v 的圖線 ( 選取合適的標度以求得圖線的 y-截距 )。求圖線的 y-截距而其倒數就是凸透鏡的焦距 f 。y-截距 = 而f = (*)= 建議討論問題：1.已知 ，用數學的方法推導式子 (*)。2.比較焦距的真確值，求實驗求得的焦距的百分誤差。3.實驗誤差的主要來源是甚麼？怎樣減少實驗的誤差？ 蒁袃羄莂蒀薃腿芈葿蚅羂膄薈螇膈肀薇衿羀荿薇蕿螃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莂薂螈肅芈蚁袀袈膄蚁薀肄肀蚀蚂袆蒈虿袅膂莄蚈羇羅芀蚇蚇膀膆芄蝿羃肂芃袁膈莁莂薁羁芇莁蚃膇膃莀袅羀腿荿羈螂蒇莈蚇肈莃莈螀袁艿莇袂肆膅莆薂衿肁蒅蚄肄莀蒄螆袇芆蒃罿肃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈葿蚅羂膄薈螇膈肀薇衿羀荿薇蕿螃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莂薂螈肅芈蚁袀袈膄蚁薀肄肀蚀蚂袆蒈虿袅膂莄蚈羇羅芀蚇蚇膀膆芄蝿羃肂芃袁膈莁莂薁羁芇莁蚃膇膃莀袅羀腿荿羈螂蒇莈蚇肈莃莈螀袁艿莇袂肆膅莆薂衿肁蒅蚄肄莀蒄螆袇芆蒃罿肃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈葿蚅羂膄薈螇膈肀薇衿羀荿薇蕿螃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇肃薃蚆袀莂薂螈肅芈蚁袀袈膄蚁薀肄肀蚀蚂袆蒈虿袅膂莄蚈羇羅芀蚇蚇膀膆芄蝿羃肂芃袁膈莁莂薁羁芇莁蚃膇膃莀袅羀腿荿羈螂蒇莈蚇肈莃莈螀袁艿莇袂肆膅莆薂衿肁蒅蚄肄莀蒄螆袇芆蒃罿肃节蒃蚈羆膈蒂螁膁肄蒁袃羄莂蒀薃腿芈葿蚅羂膄薈螇膈肀薇衿羀荿薇蕿螃莅薆螁聿芁薅袄袁膇薄薃肇 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