高考物理一轮复习 实验十三 测定玻璃的折射率专题精讲课件.ppt

核心考点导学 了解 实验目的 1 测定玻璃的折射率 2 学会用插针法确定光路 知道 实验器材 玻璃砖 白纸 木板 大头针 图钉 量角器 或圆规 三角板 铅笔 熟习 实验步骤 1 把白纸铺在木板上 如图 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 用笔记下另一边所在直线上的两点b b 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 再用直尺画出玻璃砖的另一边bb 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 细辨 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 警惕 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 考向案例研究 例1 2012 济南模拟 在做测定玻璃折射率n的实验时 1 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些 如图甲所示 其后的操作都正确 但画光路图时 将折射点确定在ab和cd上 则测出的n值将 2 乙同学为了避免笔尖接触玻璃面 画出的a b 和c d 都比实际界面向外侧平移了一些 如图乙所示 以后的操作均正确 画光路图时将入射点和折射点都确定在a b 和c d 上 则所测出的n值将 3 丙同学在操作和作图时均无失误 但所用玻璃砖的两个界面明显不平行 这时测出的n值将 3 同样可根据入射光线和出射光线确定玻璃砖内折射光线 从而确定入射角和折射角 只要第二个界面不发生全反射即可 不过入射光线和出射光线不平行 如图丙所示 二 调用所学解题 1 不变 2 偏小 3 不受影响 三 同类提升演练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aa bb 与玻璃砖位置的关系分别如图 和 所示 其中甲 丙两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aa bb 为界面画光路图 则 甲同学测得的折射率与真实值相比 填 偏大 偏小 或 不变 乙同学测得的折射率与真实值相比 填 偏大 偏小 或 不变 丙同学测得的折射率与真实值相比 解析 用图 测定折射率 玻璃中折射光线偏转大了 所以折射角增大 折射率减小 用图 测折射率时 只要操作正确 与玻璃砖形状无关 用图 测折射率时 无法确定折射光线偏折的大小 所以测得的折射率可大 可小 可不变 答案 偏小不变可能偏大 可能偏小 可能不变 例2 2010 福建 某同学利用 插针法 测定玻璃的折射率 所用的玻璃砖两面平行 正确操作后 作出的光路图及测出的相关角度如图所示 1 此玻璃的折射率计算式为n 用图中的 1 2表示 2 如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择 为了减小误差 应选用宽度 填 大 或 小 的玻璃砖来测量 1 它从圆柱面射出时的出射角 为多大 2 若换用一束红光同样从a点射向该圆柱体 则它从圆柱体射出后在水平面上形成的光点在c点的哪侧 答案 1 60 2 右侧 例3 2012 龙岩模拟 小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验 如图所示 他进行的主要步骤是 a 用刻度尺测玻璃砖的直径ab的大小d b 先把白纸固定在木板上 将玻璃砖水平放置在白纸上 用笔描出玻璃砖的边界 将玻璃砖移走 标出玻璃砖的圆心o 直径ab ab的法线oc c 将玻璃砖放回白纸的原处 长直尺mn紧靠a点并与直径ab垂直放置 d 调节激光器 使po光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心o 并使长直尺mn的左右两端均出现亮点 记下左侧亮点到a点距离x1 右侧亮点到a点的距离x2 则 1 小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n 2 关于上述实验以下说法正确的是 a 在 boc的范围内 改变入射光po的入射角 直尺mn上可能只出现一个亮点b 左侧亮点到a点的距离x1一定小于右侧亮点到a点的距离x2c 左侧亮点到a点的距离x1一定大于右侧亮点到a点的距离x2d 要使左侧亮点到a点的距离x1增大 应减小入射角 2 当入射角大于等于临界角时 发生全反射 则只有反射光线照射到mn上 所以mn上可能