2022版高考物理一轮复习第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论实验十六测定玻璃的折射率学案新人教版

1、实验十六测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率。二、实验原理如图所示，用插针法找出入射光线ao对应的出射光线ob，确定出射点o，画出折射光线oo，然后测量出入射角1和折射角2，根据n计算玻璃的折射率。三、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)。太大时反射光较强，出射光较弱；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学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。4数据处理的三种

2、方法(1)单位圆法：以入射点o为圆心，以一定长度r为半径画圆，交入射光线oa于e点，交折射光线oo于e点，过e作nn的垂线eh，过e作nn的垂线eh，如图所示。sin 1，sin 2，oeoer，则n。只要用刻度尺测出eh，eh的长度就可以求出n。(2)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。(3)图像法：改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作sin 1sin 2图像，由n可知图像为直线，如图所示，其斜率即为折射率。核心考点重点突破he xin kao dian zhong dian tu po考点一教材原型实验例1(2

3、020北京十三中月考)某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa和bb。o为直线ao与aa的交点，在直线oa上竖直地插上p1、p2两枚大头针。(1)该同学接下来要完成的必要步骤有bd。a插上大头针p3，使p3仅挡住p2的像b插上大头针p3，使p3挡住p1的像和p2的像c插上大头针p4，使p4仅挡住p3d插上大头针p4，使p4挡住p3和p1、p2的像(2)过p3、p4作直线交bb于o，过o作垂直于bb的直线nn，连接oo。测量图甲中角和的大小，则玻璃的折射率n。(3)该同学在实验中将玻璃砖界面aa和bb的间距画得过

4、宽。若其他操作正确，则折射率的测量值小于(填“大于”“小于”或“等于”)准确值。解析(1)确定大头针p3的位置的方法是大头针p3能挡住p1、p2的像，则p3必定在出射光线方向上。确定大头针p4的位置的方法是大头针p4能挡住p1、p2的像和p3，故选b、d。(2)测定玻璃折射率的原理是折射定律，则玻璃的折射率为n。(3)作图时，玻璃砖应与所画的边界对齐。该同学的做法中，测量出的角偏大，导致折射率的测量值偏小。考点二实验拓展创新本实验的常见创新如下实验设计的创新利用激光笔结合标尺分析光点的位置变化替代插针法实验器材的创新由测液体的折射率替代测玻璃砖的折射率例2某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器

5、材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上o点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到a、b两个光点，读出oa间的距离为20.00 cm，ab间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d110.00 cm，玻璃砖厚度d24.00 cm。玻璃的折射率n1.2，光在玻璃中传播速度v2.5108m/s(光在真空中传播速度c3.0108 m/s，结果均保留两位有效数字)。解析作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i45，设折射角为r，则tan r，故折射率n1.2，故v2.5108 m/s。2年高考1年模拟2 nian g

6、ao kao 1 nian mo ni(2019天津卷9(2)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度ad。a选用两光学表面间距大的玻璃砖b选用两光学表面平行的玻璃砖c选用粗的大头针完成实验d插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是d。该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点o为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于a、b点，再过a、b点作法线nn的垂线，垂足分别为c、d点，如图所示，则玻璃的折射率n。(用图中线段的字母表示)解析(1)测玻璃的折射率关键是根据入射光线和出射光线确定在玻璃中的传播光线，因此选用光学表面间距大的玻璃砖以及使同侧两枚大头针的距离大些都有利于提高实验准确程度，减小误差；两光学表面是否平行不影响折射率的测量，为减小误差，应选用细长的