插针法测定玻璃砖的折射率(精).doc

插针法测定玻璃砖的折射率实验题目：插针法测定玻璃砖的折射率实验目的：应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。实验器材：玻璃砖、钢直尺、大头针、量角器或圆规、图板、图钉、白纸。实验原理：当光斜射入两面平行的玻璃砖时，由于r=OOM，又由折射定律可得i=AOb，故OA和OA平行，即从玻璃砖射出的光线与入射光线平行，只是产生一定的侧移，如图1所示，只要确定入射光线和射出光线的方向，就能用量角器测出入射角i和折射角r，从而由求出折射率。图1图2如图2所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟入射光线 对应的出射光线 ，就能求出折射光线 和折射角 再根据折射定律就可计算玻璃的折射率： 。实验步骤：1、把白纸用图钉钉在木板上；2、在白纸上画一条直线 作为玻璃砖的上界面，画一条线段 作为入射光线，并过 点画出界面 的法线 ；3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟 严格对齐，并画出玻璃砖的另一个长边 ；4、在 线段上竖直地插上两枚大头针 、 ；5、在玻璃砖的 一侧竖直地插上大头针 ，调整眼睛观察的视线，要使 恰好能挡住 和 在玻璃砖中的虚像；6、用同样的方法在玻璃砖的 一侧再插上大头针 、使 能同时挡住 本身和 、 的虚像；7、记下 、 的位置，移去玻璃砖和大头针过 、 引直线 与 交于 点，连接 、 ， 就是入射光 在玻璃砖内的折射光线的方向，入射角 = ，折射角 = ；8、用量角器量出入射角 和折射角 ；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、用上面的方法分别求出入射角是15、30、45、60和75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；11、计算出不同入射角时 的值，比较一下，看它是否接近一个常数，求出几次实验中测的 的平均值，就是玻璃的折射率。注意事项：1、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两个边 、 ；2、实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动；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 和 间、 和 间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差；4、实验时入射角不宜过小，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差，入射角也不宜过大，否则在 一侧要么看不到 、 的虚像，要么看到 、 的像模糊不清，并且变粗，不便于插大头针 、 ；5、由于要多次改变入射角的大小重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号以免混乱。误差分析：本实验对结果影响最大的是测量光在玻璃中的折射角r的误差应采取以下措施减小误差：1、选用宽度 较大的玻璃砖，宜在5cm以上；2、入射角应在1575范围内取值；3、在纸上画 、 两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样，两交点 、 才能与光线的实际入射点较好地相符，否则将使画出的玻璃中折射光路与实际情况严重偏离；4、大头针 、 的位置应靠近玻璃砖，最好由两人同时分别由 、 端观察校正插针的位置；5、画图要用细铅笔，力求精确6、为避免由于测量入射角 、折射角 所造成的误差，以及由于多次查数学用表所带来的麻烦，我们还可以用取不同的入射角时计算 值来证明了折射定律的成立，同时又方便地