第十四章实验十八　测定玻璃的折射率.ppt

实验十八测定玻璃的折射率 实验目的掌握测定折射率的方法 会测定玻璃的折射率 实验原理如图14 4 1所示 当光线AO以一定的入射角 1穿过两面平行的玻璃砖时 通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O B 从而求出折射光线OO 和折射角 2 图14 4 1 实验器材白纸 图钉 大头针 直尺 铅笔 量角器 平木板 长方形玻璃砖 实验步骤1 把白纸铺在木板上 如图14 4 2 图14 4 2 2 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NN 并画一条线段AO作为入射光线 3 把长方形玻璃砖放在白纸上 并使其长边与aa 重合 再用直尺画出玻璃砖的另一边bb 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 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O B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 O ON 为折射角 7 改变入射角 重复实验 数据处理 图14 4 3 以入射点O为圆心 以一定长度R为半径画圆 交入射光线AO于E点 交折射光线OO 于E 点 过E作NN 的垂线EH 过E 作NN 的垂线E H 如图14 4 4所示 图14 4 4 误差分析1 入射光线 出射光线确定的准确性造成误差 故入射侧 出射侧所插两枚大头针间距应大一些 2 入射角和折射角的测量造成误差 故入射角应适当大些 以减小测量的相对误差 注意事项1 实验时 应尽可能将大头针竖直插在纸上 且P1和P2之间 P3和P4之间 P2与O P3与O 之间距离要稍大一些 2 入射角 1不宜太大 接近90 也不宜太小 接近0 太大 反射光较强 出射光较弱 太小 入射角 折射角测量的相对误差较大 3 操作时 手不能触摸玻璃砖的光洁光学面 更不能把玻璃砖界面当尺子画界线 4 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5cm以上 若宽度太小 则测量误差较大 在利用插针法测定玻璃折射率的实验中 1 甲同学在纸上确定玻璃砖的另一个界面bb 时 不自觉地碰了玻璃砖使它向aa 方向平移了少许 如图14 4 5所示 则他测出的折射率值将 选填 偏大 偏小 或 不变 图14 4 5 图14 4 6 2 乙同学在画界面时 不自觉地将两界面aa bb 间距离画得比玻璃砖宽度大些 如图14 4 6所示 则他测得的折射率 选填 偏大 偏小 或 不变 解析 1 如图14 4 7所示甲同学利用插针法确定的入射角不受影响 但测得的折射角比真实值偏小 所以测得的折射率偏大 图14 4 7 图14 4 8 2 如图14 4 8所示 乙同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射角不受影响 但测得的折射角比真实的折射角偏大 因此测得的折射率偏小 答案 1 偏大 2 偏小 学校开展研究性学习 某研究小组的同学根据所学的光学知识 设计了一个测量液体折射率的仪器 如图14 4 9所示 图14 4 9 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 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 AOF 30 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 处所对应的折射率大 3 作AO的延长线交圆周于K K处所对应的折射率值应为 2011 高考天津卷 某同学用大头针 三角板 量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率 开始玻璃砖的位置如图14 4 10中实线所示 使大头针P1 P2与圆心O在同一直线上 该直线垂直于玻璃砖的直径边 然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动 同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1 P2的像 且P2的像挡住P1的像 如此观察 当玻璃砖转到图中虚线位置时 上述现象恰好消失 图14 4 10 此时只须测