高中物理 第四章 光的折射 第2讲 学生实验：测定玻璃的折射率课件 教科版选修34.ppt

第2讲学生实验 测定玻璃的折射率 目标定位 1 通过实验了解平行玻璃砖的光学性质 2 会用 插针法 测定玻璃的折射率 一 实验器材两对面 的玻璃砖一块 白纸一张 直尺一把或三角板一个 量角器一个 平行 大头针四枚 二 实验原理如图1所示 当光线ab以一定入射角i穿过两面平行的玻璃砖时 通过插针法找出跟入射光线ab对应的出射光线cd 从而画出折射光线bc 量出折射角r 再根据n 算出玻璃的折射率 1 如图1所示 将白纸用图钉钉在平木板上 2 在白纸上画出一条直线ee 作为两种介质的分界面 过ee 上的一点b画出界面的法线nn 并画一条线段ab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ee 对齐 画出玻璃砖的另一边ff 一 实验步骤 4 在直线ab上竖直插上两枚大头针g1 g2 透过玻璃砖观察大头针g1 g2的像 调整视线方向直到g2的像挡住g1的像 再在观察者一侧竖直插上两枚大头针g3 g4 使g3挡住g1 g2的像 g4挡住g3本身及g1 g2的像 记下g3 g4的位置 5 移去大头针和玻璃砖 过g3 g4所在处作直线cd与ff 交于c 直线cd就代表了沿ab方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向 例1 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p1 p2和p3 p4 如图3所示 1 在坐标纸上画出完整的光路图 并标出入射角i和折射角r 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 保留两位有效数字 答案 1 如图所示 2 1 4 针对训练某同学由于没有量角器 他在完成了光路图后 以o点为圆心 10cm为半径画圆 分别交线段oa于a点 交线段oo 的延长线于c点 过a点作法线nn 的垂线ab交nn 于b点 过c点作法线nn 的垂线cd交nn 于d点 如图4所示 用刻度尺量得ob 8cm cd 4cm 由此可得出玻璃的折射率n 1 实验中 玻璃砖在白纸上位置不可移动 2 不能用手触摸玻璃砖光洁面 更不能把玻璃砖当尺子用 3 大头针应竖直插在白纸上 且玻璃砖每一侧两枚大头针p1与p2间 p3与p4间的距离应适当大些 以减小确定光路方向时造成的误差 4 实验中入射角不宜过小 否则会使测量误差大 也不宜过大 5 本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖 而是采用三棱镜 半圆形玻璃砖等 那么只是出射光线和入射光线不平行 同样能测出折射率 二 实验注意事项 例2 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中 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5 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 则 甲同学测得的折射率与真实值相比 填 偏大 偏小 或 不变 乙同学测得的折射率与真实值相比 填 偏大 偏小 或 不变 丙同学测得的折射率与真实值相比 解析用图 测定折射率时 玻璃中折射光线偏折大了 所以折射角增大 折射率减小 用图 测定折射率时 只要操作正确 与玻璃砖形状无