高考物理一轮复习 专题61 测定玻璃的折射率（讲）（含解析）.doc

专题61 测定玻璃的折射率1.学会用插针法确定光路.2.会用玻璃砖和光的折射定律测定玻璃的折射率1 实验原理如原理图甲所示，当光线ao1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ao1对应的出射光线o2b，从而求出折射光线o1o2和折射角2，再根据或算出玻璃的折射率2 实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔3 实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上(2)在白纸上画一条直线aa，并取aa上的一点o为入射点，作过o点的法线nn.(3)画出线段ao作为入射光线，并在ao上插上p1、p2两根大头针(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb.(5)眼睛在bb的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使p1的像被p2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针p3，使p3挡住p1、p2的像，再插上p4，使p4挡住p3和p1、p2的像(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针p3、p4的针孔位置确定出射光线ob及出射点o，连接o、o得线段oo.(7)用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2.(8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值重点归纳1 实验数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2.算出不同入射角时的，并取平均值(2)作sin 1sin 2图象：改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作sin 1sin 2图象，由可知图象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率(3)“单位圆”法确定sin 1、sin 2，计算折射率n.以入射点o为圆心，以一定的长度r为半径画圆，交入射光线oa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eh.如实验原理图丙所示， .只要用刻度尺量出eh、eh的长度就可以求出n.2 注意事项(1)用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb.(2)实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动(3)大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针p1与p2间、p3与p4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差(4)实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb一侧将看不到p1、p2的像 典型案例两位同学用两面平行的玻璃砖做“测玻璃的折射率”实验。（1）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以o点为圆心，oa为半径画圆，交（法线）延长线于c点，过a点和c点做垂直的线段分别交于b点和d点，如图所示，测量有关线段长度，可得该玻璃的折射率 。（用图中线段表示）（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面和间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示，若操作无误，则他测得的折射率比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）；（2）偏小 【名师点睛】本题是插针法测定玻璃砖的折射率，实验原理是折射定律，采用单位圆法处理数据，根据原理分析实验误差。针对练习1在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比 ；乙同学测得的折射率与真实值相比 ；丙同学测得的折射率与真实值相比 。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）abcdbadcabdc【答案】偏小；不变；偏小【名师点睛】对于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差。针对练习2用某种透光物质制成一块直角三棱镜，其横截面为如图所示的直角三角形abc，c=30。把方木板放置在桌面上，该三棱镜放在木板上，且将一张白纸压在三棱镜和木板之间。透过白纸在木板上垂直插两枚大头针p1、p2，并使p1、p2插入点的连线垂直于ab面。在bc面的右侧透过三棱镜观察大头针p1、p2的像，调整视线方向，直到p1的像_，再在观察的这一侧的视线上先后垂直于木板插上另外两枚大头针p3、p4，使得p3_，p4_；记下p3、p4插入点的位置，移去大头针和三棱镜，过p3、p4插入点作直线，量出该直线与bc面的夹角为37。则该透光物质的折射率n=_，请在图中画出相应的正确完整的光路图。（取sin37=0.60）【答案