高考物理一轮复习 实验15 测定玻璃的折射率课件.ppt

实验15测定玻璃的折射率 2 一 实验目的1 测定玻璃的折射率 2 学会用插针法确定光路 二 实验原理实验原理如图所示 当光线ao1以一定的入射角 1穿过两面平行的玻璃砖时 通过插针法找出跟入射光线ao1对应的出射光线o2b 从而找出折射光线o1o2和折射角 2 再根据n 求出玻璃的折射率 3 三 实验器材木板 白纸 玻璃砖 大头针 图钉 量角器 刻度尺 铅笔 四 实验步骤1 如图所示 把白纸铺在木板上 4 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 再用刻度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 改变入射角 重复实验 5 五 数据处理1 计算法用量角器测量入射角 1和折射角 2 并查出其正弦值sin 1和sin 2 算出不同入射角时的 并取平均值 2 作sin 1 sin 2图象改变不同的入射角 1 测出不同的折射角 2 作sin 1 sin 2图象 由n 可知图象应为直线 如图所示 其斜率为折射率 6 3 辅助线段法利用刻度尺作辅助线 测出辅助线的长度大小 求玻璃的折射率 7 4 单位圆法 8 六 误差分析1 入射光线 出射光线确定的准确性造成误差 故在入射侧和出射侧所插两枚大头针的间距应大一些 2 入射角和折射角的测量造成误差 入射角应适当大些 可以减小测量的相对误差 9 七 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 当 1太大时 反射光较强 出射光较弱 当 1太小时 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作尺子画界线 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 10 考点一 考点二 考点一实验原理与操作例1在测定玻璃的折射率的实验中 在白纸上放好玻璃砖 aa 和bb 分别是玻璃砖与空气的两个界面 如图所示 在玻璃砖的一侧插上两枚大头针p1和p2 用 表示大头针的位置 然后在另一侧透过玻璃砖观察 并依次插上大头针p3和p4 在插p3和p4时 应使 选填选项前的字母 a p3只挡住p1的像b p4只挡住p2的像c p3同时挡住p1 p2的像 答案 解析 11 考点一 考点二 例2在测定玻璃的折射率实验中 某同学经正确操作插好了4枚大头针 如图甲所示 12 考点一 考点二 1 在图丙中画出完整的光路图 丙 2 对你画出的光路图进行测量和计算 求得该玻璃砖的折射率n 保留三位有效数字 3 为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象 某同学做了两次实验 经正确操作插好了8枚大头针 如图乙所示 图中p1和p2是同一入射光线上的2枚大头针 其对应出射光线上的2枚大头针是p3和 选填 a 或 b 13 考点一 考点二 解析 1 如图a所示 3 光路图如图b所示 光线经两边沿相互平行的玻璃砖 出射光线平行于入射光线 即mn p4b p1p2光线从棱镜右边侧面射出向底边偏折 如图b中p3a 所以填a 14 考点一 考点二 答案 1 见解析图a 2 1 53 1 50 1 56均正确 3 a 15 考点一 考点二 考点二数据处理与误差分析例3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 选填 大 或 小 的玻璃砖来测量 答案 解析 16 考点一 考点二 例4在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中 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 1 甲同学测得的折射率与真实值相比 选填 偏大 偏小 或 不变 2 乙同学测得的折射率与真实值相比 选填 偏大 偏小 或 不变 3 丙同学测得的折射率与真实值相比 答案 解析 17 2016 山东济南质检 某同学测量玻璃砖的折射率 准备了下列器材 激光笔 刻度尺 一面镀有反射膜的平行玻璃砖 如图所示 刻度尺与玻璃砖平行放置 激光笔发出的一束激光从刻度尺上的o点射向玻璃砖表面 在刻度尺上观察到a b两个光点 读出oa间的距离为20 00cm ab间的距离