高三物理X3-4-6实验十四测定玻璃的折射率.ppt

(对应学生用书P249) 一、实验目的 测定玻璃的折射率，掌握光发生折射时入射角和折射角的确定方法,直尺,长方形玻璃砖,P2挡住P1的像,P3挡住P1、P2的像,5移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线OB与bb交于O，直线OB就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向 6连接OO，入射角AON，折射角OON.用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中 7用上述方法分别求出入射角分别为30、45、60时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中,五、注意事项 1实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P2与O点之间、P3与O之间、P3与P4之间的距离要稍大一些 2入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差但入射角不宜太大应在15至75之间 3在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面更不能用玻璃砖界面代替直尺画界线,4在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变 5玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上若宽度太小，则测量误差较大,六、误差分析 1插针时P3、P4位置不准确，造成光路确定不准确； 2在确定bb边时，玻璃砖发生移动； 3测入射角、折射角时存在偶然误差 为了尽量减小实验误差，在插针时透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2挡住P1的像，再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置.,(1)根据图甲画出完整的光路图； (2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留3位有效数字)； (3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_(填“A”或“B”),尝试解答 (1)连接两大头针1、2，延长线与梯形玻璃砖上表面交于O，再连接两大头针3、4，延长线与梯形玻璃砖下表面交于O，再连接OO，标上箭头以示光线传播方向,(3)光斜射入两底面平行的玻璃砖一个表面，折射光线会从另一个表面平行原入射光线射出玻璃砖乙图中两条平行光线入射，P1P2左边的光线会从梯形玻璃砖另一底面平行射出，是沿着大头针3并与B方向平行射出；而光线P1P2将由梯形玻璃砖侧面出射，方向为P3和A的连线 答案 (1)如尝试解答图所示 (2)1.51 (3)A,在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则： (1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对应的折射率的值为_,(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？ 答：_. (3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为_,(对应学生用书P250) 1(1)某同学做“测定玻璃折射率”实验时，已得到一块平行玻璃砖和图中的实验光路图，因未及时处理数据，过一段时间拿出原图一看，不知被谁在MN一侧多画了几条“光线”，请指出a、b、c、d中_线才是他实验中得到的光线,(2)在该实验中以下叙述中不正确的是 ( ) A玻璃砖的宽度宜大些 B大头针应垂直地插在纸面上 C每边的两个大头针的距离要近些，以便于观察 D入射角适当大些 答案 (1)c (2)C,2用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住；接着在眼睛所在的一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓,(1)在本题的图上画出所需的光路 (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_，在图上标出它们 (3)计算折射率的公式n_.,解析 (1)如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O，则光线OO就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线,3如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P3、P4大头针,(1)其中他确定P3大头针位置的方法应当是_ (2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示该同学还用圆规做了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程 解析 本小题考查用插针法测定玻璃折射率的实验数据处理方法 (1)透过玻璃砖看，P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像,答案 (1)见解析 (2)1.5,4(2012衡阳模拟)实验室有一块长方体透明介质，截面如右图中ABCD所示AB的长度为l1，AD的长度为l2，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收现让一平行光束以入射角1射到AB面，经折射后AD面上有光线射出甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率,(1)甲同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角1不变，用一遮光板由A点沿AB缓慢推进，遮光板前端推到P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为l3，则长方体介质的折射率可表示为n_； (2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB面上光线的入射角，使AD面也恰好无光线射出测得此时射到AB面上光线的入射角为2，则长方体介质的折射率可表示为n_； (3)1和2的关系为：1_2(填“”、“”或“”),5在做“测定玻璃折射率”的实验时， (1)某同学在纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖，使它向上平移了一些，如图所示，其后的操作都正确在画光路图时，将入射点和出射点分别确定在ab、cd上，则测出的折射率n将如何变化？,(2)某同学为了避免笔尖接触玻璃面、画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图所示，其后的操作都正确但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，则测出的折射率n