高中物理选修3-4第十三章第54讲 实验、探究：测定玻璃的折射率

1、高中物理选修3-4第十三章第54讲 实验、探究：测定玻璃的折射率 第54讲 实验、探究：测定玻璃的折射率 考情 剖析 (注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的a代表容易，b代表中等，c代表难) 考纲要求 考查内容 考查年份 考查形式 考查详情 考试层级 命题难度 及变化 考查“测测定玻 定玻璃的璃的折 折射率”b 射率(实 12年 填空 次重点 的实验原验、探 理及数据究) 处理 1.小结：测定玻璃的折射率实验以填空题的形式进行考查，考查实验原理及数据处理 2预测：仅在12年小结 考查过，但 及 仍然不能预测 排除14年仍会考查的可能性 3复习建议：建议复习时全面理解

2、光的折射及反射定律和了解此实验的实验 1 原理、实验内容、注意事项以及误差分析等. 知识 整合 实验流程图 基础自测 实验目的 1理解用插针法测定玻璃折射率的原理； 2学会测定玻璃的折射率的实验方法 实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针(四枚)、图钉(四枚)、量角器、三角板(或直尺)、铅笔 实验原理 用插针法确定光路，找出跟_线相对应的_线；用量角器测出入射角i和 sini 折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率n sinr 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aa作为界面，画一条线段ao作为_光线，并过o点画出界面aa的法线nn，如图所示； 3把长方形的玻璃砖放在白纸

3、上，使它的一个边跟aa对齐，并画出玻璃砖的另一个边bb； 4在ao线段上竖直地插上两枚大头针p1和p2； 2 5在玻璃砖的bb一侧竖直地插上大头针p3，用眼睛观察，调整视线，要使p3能同时挡住_和_的像； 6同样地在玻璃砖的bb一侧再竖直地插上大头针p4，使p4能挡住p3_和p1 和p2的像； 7记下p3和p4的位置，移去玻璃砖和大头针，过p3和p4作直线ob与bb交于o，连接oo，oo就是玻璃砖内的_光线，入射角inoa，折射角roon； 8用量角器量出入射角和折射角的度数； 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30、45、60

4、时的折射角，查出入射角inoa和折射角roon的正弦值； sini 11算出不同入射角时的值比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中 sinr sini所测的平均值，这就是玻璃砖的折射率 sinr 重点阐述 重点知识概述 数据处理 数据处理的另一种方法：如图所示，以o1为圆心以任意长为半径(半径要尽可能长些约10cm)画圆交入射光线ao1 于m点、交折射光线o1o于p点，过m、 p作nn的垂线mk、 pq，则n_，据此可知，用刻度尺测出mk、 qp的长度，即可求出折射率n. 误差分析 误差的主要： 1确定入射光线、出射光线时的误差故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜_点； 2测量入射

5、角与折射角时的误差故入射角不宜过_，但入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱 注意事项 1玻璃砖要厚，用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面； 2入射角应在30到60之间； 3大头针要竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针p1与p2间、p3与p4间的距离应尽量_一些，以减小确定光路方向时造成的误差； 4玻璃砖的折射面要画准； 5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编号以免混乱 难点释疑 1用刻度尺或量角器测量长度或角度计算折射率n. 2误差分析时注意主要误差，针对实际问题进行分析 3 3注意事项注意文字表述，一定要准确精炼 【典型例题

6、】 “测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针a、b，在另一侧再竖直插两个大头针c、d.在插入第四个大头针d时，要使它_题图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率n_.(计算结果保留两位有效数字) 温馨提示 解此题时，应熟悉实验步骤，会利用公式计算折射率 记录空间 【变式训练1】某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率n，作出光路如图所示，过c点作法线交玻璃砖于a点和c点，过o点延长入射光线交ac于b点 (1)设oa的长度为l1，ob的长度为l2，oc的长度为l3，ab的长度为l4，ac的长度为l5，为方便地测量出玻璃砖的折射率

7、，需用刻度尺测量的至少有_(选填l1、l2、l3、l4、l5)，则计算玻璃砖折射率的表达式为n_. (2)为减少测量时带来的实验误差，入射角应适当_(选填“大”或“小”)一些 【变式训练2】在做“测定玻璃的折射率”的实验时 (1)某同学在纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了 玻璃砖，使它向上平移了一些，如图所示，其后的操作都正确在画光路图时，将入射点和出射点分别确定在ab、 cd上，则测出的折射率n将如何变化； (2)某同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、 cd上，则测出

8、的折射率n将如何变化； 4 甲 乙 (3)某同学在画界面时，不小心将两个界面ab、 cd间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则测出的折射率n将如何变化 随堂 演练 1如图用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下各说法中正确的是( ) 第1题图 ap1、 p2及p3、 p4之间的距离适当大些，可以提高准确度 bp1、 p2及p3、 p4之间的距离取得小些，可以提高准确度 c入射角1适当大些，可以提高准确度 d入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行 2某同学做“测定玻璃的折射率”实验时，由于没有量角器，在完成光路图后，以o为圆心画圆，分别交入射光线于a点，交oo连线延长线于c点分别过a点、c点作法线nn的垂线ab、cd交nn于b点、d点，用刻度尺量得ab6 c