湖南省长沙市长郡卫星远程学校高考物理第十二章 实验测定玻璃的折射率课件.ppt

实验测定玻璃的折射率 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 玻璃砖 白纸 木板 大头针 图钉 量角器 或圆规 三角板 铅笔 三 实验器材 四 实验步骤 1 如图所示 用图钉把白纸固定在木板上 2 在白纸上画一条直线aa 并取aa 上的一点o为入射点 作过o的法线nn 3 画出直线ao作为入射光线 并在ao上插上p1 p2两枚大头针 4 在白纸上放上玻璃砖 使其中一个长边与直线aa 对齐 并画出另一条长边的对齐线bb 5 通过玻璃砖观察并调整视线方向 使p1的像被p2挡住 然后在观察一侧插上大头针p3 使p3同时挡住p2 p1的像 再插上p4挡住p3及p2 p1的像 6 移去玻璃砖 拔去大头针 由大头针p3 p4的针孔位置确定出射光线o b及出射点o 连接o o 得线段oo 则oo 即玻璃砖内的折射光线 7 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 8 改变入射角 重复实验 记录下每次的入射角 1和折射角 2 五 数据处理 六 注意事项 1 玻璃砖宜适当宽些且实验中玻璃砖的位置不要移动 用手拿玻璃砖时 只能接触玻璃砖的毛面或棱 严禁用玻璃砖当尺子画界面 2 大头针应竖直插入 两大头针间距离宜大些 3 所选入射角不应过大 否则在另一侧看不清p1 p2的像 也不应过小 否则测量误差较大 4 由于要多次改变入射角重复实验 所以入射光线与出射光线要一一对应 七 误差分析 1 入射光线 出射光线确定的准确性造成误差 2 入射角和折射角的测量造成误差 实验操作原理 考查点一 例1 2011 天津高考 某同学用大头针 三角板 量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率 开始玻璃砖的位置如图中实线所示 使大头针p1 p2与圆心o在同一直线上 该直线垂直于玻璃砖的直径边 然后使玻璃砖绕圆心o缓慢转动 同时在玻璃砖的直径边一侧观察p1 p2的像 且p2的像挡住p1的像 如此观察 当玻璃砖转到图中虚线位置时 上述现象恰好消失 此时只须测量出 即可计算出玻璃砖的折射率 请用你的测量量表示出折射率n 例2 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 数据处理及误差分析 考查点二 例2 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 数据处理及误差分析 考查点二 例2 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 数据处理及误差分析 考查点二 大 创新实验设计 考查点三 例3 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 就可直接读出液体折射率的值 则 1 若 aof 30 op3与oc的夹角为30 则p3处所对应的折射率的值为 2 图中p3 p4两位置 处所对应的折射率值大 3 作ao的延长线交圆周于k k处所对应的折射率值应为 1 若 aof 30 op3与oc的夹角为30 则p3处所对应的折射率的值为 2 图中p3 p4两位置 处所对应的折射率值大 3 作ao的延长线交圆周于k k处所对应的折射率值应为 1 73 1 若 aof 30 op3与oc的夹角为30 则p3处所对应的折射率的值为 2 图中p3 p4两位置 处所对应的折射率值大 3 作ao的延长线交圆周于k k处所对应的折射率值应为 1 73 p4 1 若 aof 30 op3与oc的夹角为30 则p3处所对应的折射率的值为 2 图中p3 p4两位置 处所对应的折射率值大 3 作ao的延长线交圆周于k k处所对应的折射率值应为 1 73 p4 1 1 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图像如图所示 下列判断中不正确的是 a 他做实验时 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 玻璃的临界角的正弦值为0 67 练习 1 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图像如图所示 下列判断中不正确的是 a 他做实验时 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 玻璃的临界角的正弦值为0 67 练习 2 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中 已画好玻璃砖界面aa 和bb 后 不慎将玻璃砖向上平移了一些 放在图所示的位置上 而实验中其他操作均正确 测得的折射率将 a 偏大b 偏小c 不变d 无法确定 2 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中 已画好玻璃砖界面aa 和bb 后 不慎将玻璃砖向上平移了一些 放在图所示的位置上 而实验中其他操作均正确 测得的折射率将 a 偏大b 偏小c 不变d 无法确定 3 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 如图所示 则 a ao与o b两条直线平行b ao与o b两条直线不平行c 他测出的折射率偏大d 他测出的折射率不受影响 3 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 如图所示 则 a ao与o b两条直线平行b ao与o b两条直线不平行c 他测出的折射率偏大d 他测出的折射率不受影响 4 在用插针法测定玻璃的折射率的实验中 某同学操作步骤如下 用图钉将记录光路的白纸固定在平板上 手拿玻璃砖的毛面或棱 将其轻放在白纸上 用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa 和bb 在aa 上选择一点o 作为不同入射角的入射光线的共同入射点 画出入射角 1分别为0 30 45 的入射光线 用 插针法 分别得到各条入射光线的出射光线 观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上 取下玻璃砖 大头针 连接各针孔 发现所画折射光线中有两条相交 量出各个折射角 2 按公式分别计算 取三个值的算术平均值 1 以上步骤中有错误或不妥之处的是 2 应改正为 按公式分别计算 取三个值的算术平均值 1 以上步骤中有错误或不妥之处的是 2 应改正为 按公式分别计算 取三个值的算术平均值 1 以上步骤中有错误或不妥之处的是 2 应改正为 玻璃砖的一边与其重合 再使直尺与玻璃砖的界面对齐 移开玻璃砖后再画边界线 中入射角要取0 以外的三组数据 中大头针要竖直插牢 观察时看针脚是否在同一条直线上 中应先画出一条直线 把 5 如图所示 画有直角坐标系xoy的白纸位于水平桌面上 m是放在白纸上的半圆形玻璃砖 其底面的圆心在坐标原点 直边与x轴重合 oa是画在纸上的直线 p1 p2为竖直地插在直线oa上的两枚大头针 p3是竖直地插在纸上的第三枚大头针 1是直线oa与y轴正方向的夹角 2是直线op3与y轴负方向的夹角 只要直线oa画得合适 且p3的位置取得正确 测出角 1和 2 便可求得玻璃的折射率 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时 在他画出的直线oa上竖直地插上了p1 p2两枚大头针 但在y 0的区域内 不管眼睛放在何处 都无法透过玻璃砖看到p1 p2的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到p1 p2的像 确定p3位置的方法是 若他已正确地测得了 1 2的值 则玻璃的折射率n 靠近y轴正方向的直线oa 把大头针p1 p2竖直地插在所画的直线上 直到在y 0区域透过玻璃砖能看到p1 p2的像 另画一条更 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时 在他画出的直线oa上竖直地插上了p1 p2两枚大头针 但在y 0的区域内 不管眼睛放在何处 都无法透过玻璃砖看到p1 p2的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到p1 p2的像 确定p3位置的方法是 若他已正确地测得了 1 2的值 则玻璃的折射率n 靠近y轴正方向的直线oa 把大头针p1 p2竖直地插在所画的直线上 直到在y 0区域透过玻璃砖能看到p1 p2的像 另画一条更 插上p3后 p3刚好挡住p1 p2的像 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时 在他画出的直线oa上竖直地插上了p1 p2两枚大头针 但在y 0的区域内 不管眼睛放在何处 都无法透过玻璃砖看到p1 p2的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到p1 p2的像 确定p3位置的方法是 若他已正确地测得了 1 2的值 则玻璃的折射率n 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时 在他画出的直线oa上竖直地插上了p1 p2两枚大头针 但在y 0的区域内 不管眼睛放在何处 都无法透过玻璃砖看到p1 p2的像 他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到p1 p2的像 确定p3位置的方法是 若他已正确地测得了 1 2的值 则玻璃的折射率n 靠近y轴正方向的直线oa 把大头针p1 p2竖直地插在所画的直线上 直到在y 0区域透过玻璃砖能看到p1 p2的像 另画一条更 插上p3后 p3刚好挡住p1 p2的像 6 测定玻璃等腰直角三棱镜折射率的实验 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的像挡住 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针p