高考物理一轮复习 实验14 测定玻璃的折射率课件.ppt

实验14测定玻璃的折射率 2 一 实验目的测定玻璃的折射率 二 实验原理如图所示 abcd为两面平行的玻璃砖 光线的入射角为 1 折射角为 2 根据可以计算出玻璃的折射率 三 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 四 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 使其中一个长边与直线aa 对齐 并画出玻璃砖的另一个边bb 5 通过玻璃砖观察并调整视线方向 使p1的像被p2的像挡住 然后在观察的一侧插上大头针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 连接p3 p4并延长交bb 于o 连接oo 即为折射光线 入射角 1 aom 折射角 2 o on 7 用量角器测出入射角和折射角 查出它们的正弦值 将数据填入表格中 8 改变入射角 1 重复实验步骤 列表记录相关测量数据 4 5 六 注意事项1 玻璃砖应选用厚度 宽度较大的 2 大头针要插得竖直 且间隔要大些 3 入射角不宜过大或过小 一般在15 75 之间 4 玻璃砖的折射面要画准 不能用玻璃砖界面代替刻度尺画界线 5 实验过程中 玻璃砖和白纸的相对位置不能改变 6 考点一 考点二 实验原理与操作例1某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃砖的折射率时 先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆 圆心为o 将圆形玻璃平放在白纸上 使其边界与所画的圆重合 在玻璃一侧插两枚大头针p1和p2 在另一侧再先后插两枚大头针p3 p4 使从另一侧观察时 大头针p3 p4和p1 p2的像恰在一直线上 移去圆形玻璃和大头针后 得到如图 根据图示可测出玻璃的折射率 1 结合作图写出此后的实验步骤 2 根据你图中的标注 写出计算玻璃折射率的公式 7 考点一 考点二 解题探究 如何确定两次折射的法线 怎样确定折射光线 如何求圆形玻璃砖的折射率 提示 连接p1p2交圆于a点 连接oa 则oa所在的直线即为第一次折射的法线 连接p3p4交圆于b点 连接ob 则ob所在的直线即为第二次折射的法线 提示 连接ab即为折射光线 8 考点一 考点二 9 考点一 考点二 10 考点一 考点二 11 考点一 考点二 12 考点一 考点二 数据处理和误差分析例2在 测定玻璃的折射率 实验中 某同学经正确操作插好了4枚大头针 如图1所示 1 在图2中画出完整的光路图 答案 见解析图 13 考点一 考点二 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 1 53 说明 1 53 0 03范围内都可 保留三位有效数字 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3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a 选填 a 或 b 14 考点一 考点二 解析 1 分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点并延长 与玻璃砖边分别相交 标出传播方向 然后连接玻璃砖边界的两交点 即为光线在玻璃砖中的传播路径 光路图如图所示 15 考点一 考点二 3 由题图可知 光线p1p2入射到玻璃砖上时 相当于光线射到了一个三棱镜上 因此出射光线将向底边偏折 所以出射光线过p3和a 16 1 2 3 4 1 2015 北京理综 21 1 测定玻璃的折射率 的实验中 在白纸上放好玻璃砖 aa 和bb 分别是玻璃砖与空气的两个界面 如图所示 在玻璃砖的一侧插上两枚大头针p1和p2 用 表示大头针的位置 然后在另一侧透过玻璃砖观察 并依次插上大头针p3和p4 在插p3和p4时 应使c 选填选项前的字母 a p3只挡住p1的像b p4只挡住p2的像c p3同时挡住p1 p2的像 解析 在 测定玻璃砖折射率 实验中 插针时应使p3同时挡住p1 p2的像 p4同时挡住p1 p2 p3的像 故选c 17 1 2 3 4 2 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率 如图所示 实验的主要过程如下 a 把白纸用图钉钉在木板上 在白纸上作出直角坐标系xoy 在白纸上画一条线段ao表示入射光线 b 把半圆形玻璃砖m放在白纸上 使其底边aa 与ox轴重合 c 用一束平行于纸面的激光从y 0区域沿y轴负方向射向玻璃砖 并沿x轴方向调整玻璃砖的位置 使这束激光从玻璃砖底面射出后 仍沿y轴负方向传播 d 在ao线段上竖直地插上两枚大头针p1 p2 e 在坐标系y 0的区域内竖直地插上大头针p3 并使得从p3一侧向玻璃砖方向看去 p3能同时挡住p1和p2的像 f 移开玻璃砖 连接op3 用圆规以o点为圆心画一个圆 如图中虚线所示 此圆与ao线交点为b 与op3线的交点为c 确定出b点到x轴 y轴的距离分别为x1 y1 c点到x轴 y轴的距离分别为x2 y2 点击查看题图 19 1 2 3 4 1 若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa 与ox轴重合 而是向y 0方向侧移了一些 这将导致所测的玻璃折射率与其真实值相比偏大 选填 偏大 不变 或 偏小 2 若实验中该同学在y 0的区域内 从任何角度都无法透过玻璃砖看到p1 p2 为能透过玻璃砖看到p1 p2 应采取的措施是减小光线ao的入射角 解析 1 折射率 玻璃砖的底边aa 与ox轴未重合而向y 0方向侧移了一些 导致测量的x2偏大 x1偏小 所以玻璃的折射率的测量值与真实值相比偏大 2 在y 0的区域内 从任何角度都无法透过玻璃砖看到p1 p2 说明光线ao在界面aa 上发生了全反射 应该减小光线ao的入射角 20 1 2 3 4 3 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 开始时玻璃砖的位置如图中实线所示 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 此时只需测量出玻璃砖直径边绕o点转过的角度 即可计算出玻璃砖的折射率 请用你的测量量表示出折射率 21 1 2 3 4 22 1 2 3 4 4 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 如图所示 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