高考物理复习 高效学习方略 实验14 测定玻璃的折射率课件.ppt

三 实验器材一块两面平行的玻璃砖 白纸 木板一块 大头针 4枚 量角器 或圆规 三角板 刻度尺 铅笔等 四 实验步骤1 把白纸铺在木板上 如图所示 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 用量角器量出入射角和折射角的度数 查出它们的正弦值 并把这些数据填入记录表格里 要点一实验探究 例1 2010 福建理综 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 要点二实验方法 例2 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 2 如图所示 由折射定律可得 答案 见解析 规律方法 本题的核心是利用插针法测定玻璃的折射率 掌握插针法的实验方法是解决这类问题的关键 要点三实验误差分析 例3 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 已在纸上画出玻璃砖的界面aa bb 实验时不慎将玻璃砖向上平移了一些 其位置的关系如图所示 他们的其他操作均正确 则测得的折射率与真实值相比 a 偏大b 偏小c 不变d 无法确定 解析c光路图如图所示 在画aa 和bb 中的折射光线时将画成图中的虚线 而折射角等于真实值 则测得的折射率与真实值相比不变 1 某研究性学习小组在探究光的折射过程中 研究折射角与入射角之间的关系 当光由空气斜射入玻璃中时 测得实验数据如下表 由此实验数据可以初步得到的结论是 a 在误差允许范围内 入射角与折射角之比总是定值b 在误差允许范围内 入射角正弦与折射角正弦之比总是定值c 在误差允许范围内 入射角与折射角之差总是定值d 在误差允许范围内 入射角正弦与折射角正弦之差总是定值 答案 b 2 某同学做 测定玻璃的折射率 实验时 用他测得的多组入射角 1与折射角 2作出sin 1 sin 2图象如图所示 下列判断中正确的是 a 做实验时 研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象b 玻璃的折射率为0 67c 玻璃的折射率为1 5d 玻璃临界角的正弦值为0 67 3 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 在一个圆盘上 过其圆心o作两条互相垂直的直径bc ef 在半径oa上 垂直盘面插上两枚大头针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 就可以直接读出液体折射率的值 在用此仪器测量液体的折射率时 下列说法正确的是 a 大头针p3插在m位置时液体的折射率值大于插在n位置时液体的折射率值b 大头针p3插在m位置时液体的折射率值小于插在n位置时液体的折射率值c 对于任何液体 在kc部分都能观察到大头针p1 p2的像d 可能有一种液体 在kc部分观察不到大头针p1 p2的像 4 在 测定玻璃折射率 的实验中 根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示 当光线由空气射入玻璃砖时 则i和r中为入射角的是 当光线由玻璃砖射入空气中时 临界角的正弦值是 由图线可知玻璃砖的折射率是 答案 i0 671 5 5 某同学根据所学的光学知识 设计了一个测透明液体折射率的仪器 如图所示 在圆盘上作直径bc ef 在半径oa上垂直盘面插上两枚大头针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 使直径bc与液面重合 然后在ec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 该同学在圆弧kc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 cop3 30 则p3处所对应的折射率的值为 2 若保持 aof 30 不变 则用该装置能测量的最大折射率不超过 6 一块玻璃砖有两个相互平行的表面 其中一个表面是镀银的 光线不能通过此表面 现要测定此玻璃的折射率 给定的器材有 白纸 铅笔 大头针4枚 p1 p2 p3 p4 带有刻度的直角三角板 量角器 实验时 先将玻璃砖放到白纸上 使上述两个相互平行的表面与纸面垂直 在纸上画出直线aa 和bb aa 表示镀银的玻璃表面 bb 表示另一表面 如图所示 然后 在白纸上竖直插上两枚大头针p1 p2 位置如图 用p1 p2的连线表示入射光线 1 为了测量折射率 应如何正确使用大头针p3 p4 试在题图中标出p3 p4的位置 2 然后 移去玻璃砖与大头针 试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角 1与折射角 2 简要写出作图步骤 3 写出用 1 1表示的折射率