高三物理总复习 实验13 测定玻璃的折射率课件 鲁科版.ppt

实验十三测定玻璃的折射率 知识要点归纳 实验目的1 测定玻璃的折射率 2 学会用插针法确定光路 实验原理 图12 4 1 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 过程分析导引 一 实验步骤1 把白纸用图钉钉在木板上 2 在白纸上画出一条直线aa 作为界面 画一条线段ao作为入射光线 并过o点画出界面aa 的法线nn 如图12 4 2所示 图12 4 2 3 把长方形的玻璃砖放在白纸上 使它的一条边跟aa 对齐 并画出玻璃砖的另一界面bb 4 在ao线段上竖直地插上两枚大头针p1 p2 5 在玻璃砖的bb 一侧竖直地插上大头针p3 用眼睛观察调整视线 使p3能同时挡住p1和p2的像 6 同样地在玻璃砖的bb 一侧再竖直地插上大头针p4 使p4能挡住p3本身和p1 p2的像 7 记下p3 p4的位置 移去玻璃砖和大头针 过p3 p4引直线o b与bb 交于o 点 连接oo oo 就是玻璃砖内的折射光线的方向 入射角i aon 折射角r o on 8 用量角器量出入射角i和折射角r的度数 9 从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值 记入自己设计的表格里 10 用上面的方法分别作出入射角是30 45 60 时的折射角 查出入射角和折射角的正弦值 把这些数据也记在表格里 图12 4 3 2 单位圆法 确定sini sinr 计算折射率n 以入射点o为圆心 以一定长度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e h 如图12 4 4所示 图12 4 4 三 注意事项1 实验时 应尽可能将大头针竖直插在白纸上 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i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 四 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 实验典例精析 2011年浙江杭州模拟 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 给定的器材还有 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12 4 5 用p1 p2的连线表示入射光线 图12 4 5 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i与折射角r 简要写出作图步骤 3 写出用i r表示的折射率公式为n 解析 1 在bb 一侧观察p1 p2 经bb 折射 aa 反射 再经bb 折射后 的像 在适当的位置插上p3 使得p3与p1 p2的像在一条直线上 即让p3挡住p1 p2的像 再插上p4 让它挡住p2 或p1 的像和p3 p3 p4的位置如图12 4 6 图12 4 6 答案 见解析 规律总结 注重对实验基本原理 基本技能和方法的考查 一直是高考命题的根本原则 因此 理解并熟练掌握实验的原理 方法 是学生做好实验和备考的重中之重 另外 在数据处理上 可将正弦之比转化为线段长度之比 使数据处理变得简单而准确 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 1 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa 和bb 后 不小心碰了玻璃砖使它向aa 方向平移了少许 如图12 4 7所示 则他测出的折射率值将 选填 偏大 偏小 或 不变 图12 4 8 2 乙同学在画界面时 不自觉地将两界面aa bb 间距画得比玻璃砖宽度大些 如图12 4 8所示 则他测得折射率 选填 偏大 偏小 或 不变 解析 1 如图12 4 9甲所示 甲同学利用插针法确定入射光线 折射光线后 测得的入射角和折射角都没有受到影响 因此测得的折射率将不变 图12 4 9 2 如图乙所示 乙同学利用插针法确定入射光线和折射光线后 测得的入射角不受影响 但测得的折射角比真实值偏大 因此测得的折射率偏小 答案 1 不变 2 偏小 规律总结 折射率测得准确与否取决于所画光路所代表的传播方向是否准确 相应地所测入射角及折射角是否准确 分析问题时抓住了这个基本原则 也就找到了分析问题的正确途径 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12 4 10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 图12 4 10 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