高中物理 第4章 实验测定玻璃的折射率精品课件 鲁科版选修34.ppt

实验测定玻璃的折射率 核心要点突破 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 实验测定玻璃的折射率 课前自主学案 三 实验器材玻璃砖 白纸三张 木板 大头针四枚 图钉四枚 量角器 三角板 或直尺 铅笔 四 实验步骤1 如图4 2 21所示 将白纸用图钉钉在平木板上 图4 2 21 2 在白纸上画出一条直线aa 作为界面 线 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 使它的长边跟aa 对齐 画出玻璃砖的另一边bb 4 在直线ao上竖直插上两枚大头针p1 p2 透过玻璃砖观察大头针p1 p2的像 调整视线方向直到p2的像挡住p1的像 再在观察者一侧竖直插上两枚大头针p3 p4 使p3挡住p1 p2的像 p4挡住p3及p1 p2的像 记下p3 p4的位置 5 移去大头针和玻璃砖 过p3 p4所在处作直线o b与bb 交于o 直线o b就代表了沿ao方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向 6 连接oo 入射角i aon 折射角r o on 用量角器量出入射角和折射角 从三角函数表中查出它们的正弦值 把这些数据记录在自己设计的表格中 7 用上述方法分别求出入射角分别为30 45 60 时的折射角 查出它们的正弦值 填入表格中 核心要点突破 一 注意事项1 实验中 玻璃砖在纸上的位置不可移动 2 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 3 大头针应竖直地插在白纸上 且玻璃砖每一侧的两枚大头针p1与p2间 p3与p4间的距离应大一些 以减少确定光路方向时造成的误差 4 实验时 入射角i不宜过小 否则会增大测量角度的误差 入射角也不宜过大 因入射角太大时 折射光线太弱 5 为减小实验误差 要改变入射角 重复实验 所以应将每次实验所得的插孔进行编号 以免造成混乱 6 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 二 数据处理1 处理方法一 在找到入射光线和折射光线以后 以入射点o为圆心 以任意长为半径画圆 分别与ao交于c点 与oo 或oo 的延长线 交于d点 过c d两点分别向nn 作垂线 分别交nn 于c d 用直尺量出cc 和dd 的长 如图4 1 22甲所示 图4 1 22 三 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 玻璃砖应宽一些 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 课堂互动讲练 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率 他的实验方法和操作步骤正确无误 但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa 与bb 不平行 如图4 1 23所示 则 图4 1 23 a 入射光线与出射光线平行b 入射光线与出射光线不平行c 他测出的折射率偏大d 他测出的折射率偏小 图4 1 24 若aa 与bb 平行 则i 因此 r 此时入射光线ao与出射光线o b平行 若aa 与bb 不平行 则i 因此 r 此时入射光线ao与出射光线o b不平行 b正确 在具体测定折射率时 要求实验方法 光路均准确无误 折射率的测量值应不受aa 与bb 是否平行的影响 答案 b 变式训练1用三棱镜做测定玻璃折射率的实验 先在白纸上放好三棱镜 在棱镜的一侧插上两枚大头针p1和p2 然后在棱镜的另一侧观察 调整视线使p1的像被p2挡住 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针p3 p4 使p3挡住p1 p2的像 p4挡住p3和p1 p2的像 在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图4 1 25所示 图4 1 25 1 在题图上画出所需的光路 2 为了测出棱镜玻璃的折射率 需要测量的量是 在图上标出它们 3 计算折射率的公式是n 解析 1 如图所示画出通过p1 p2的入射光线交ac面于o 画出通过p3 p4的出射光线交ab面于o 则光线oo 就是入射光线p1p2在三棱镜中的折射光线 2 在所画的图上 标明入射角i和折射角r 并画出虚线部分 用量角器测量出i和r或用刻度尺测出线段ef oe gh og的长度 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4 1 26甲所示 则他测出的折射率将 选填 偏大 偏小 或 不变 图4 1 26 2 乙同学在画界面时 不小心将两界面aa bb 的间距画得比玻璃砖宽度大些 如图乙所示 则他测得的折射率 选填 偏大 偏小 或 不变 精讲精析 1 测定玻璃折射率的实验的关键是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线 从而找出折射角 现在将其光路图作出后 进行比较 看一看玻璃砖向上平移是否影响到折射角大小的变化 如图4 1 27所示 由图可知 图4 1 27 故不影响实验结果 所以测得的折射率不变 2 如图4 1 28所示 乙同学利用插针法确定入射光线 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的折射角偏大 因此测得的折射率偏小 图4 1 28 答案 1 不变 2 偏小 变式训练2 2010年高考福建卷 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