高考物理一轮复习 专题56 测定玻璃的折射率讲含解析1

1、 专题56 测定玻璃的折射率（讲）本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点1学会用插针法确定光路2会用玻璃砖和光的折射定律测定玻璃的

2、折射率1实验原理如原理图甲所示，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，从而求出折射光线o1o2和折射角2，再根据或算出玻璃的折射率2实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔3实验步骤（1）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点的法线nn（3）画出线段ao作为入射光线，并在ao上插上p1、p2两根大头针（4）在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb（5）眼睛在bb的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使p1的

3、像被p2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针p3，使p3挡住p1、p2的像，再插上p4，使p4挡住p3和p1、p2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ob及出射点o，连接o、o得线段oo（7）用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin1和sin2（8）改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值重点归纳1实验数据处理（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sin1和sin2算出不同入射角时的，并取平均值（2）作sin1sin2图象：改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作sin1sin2图象，由可知图象应为直线，如实

4、验原理图乙所示，其斜率为折射率（3）“单位圆”法确定sin1、sin2，计算折射率n以入射点o为圆心，以一定的长度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如实验原理图丙所示，只要用刻度尺量出eh、eh的长度就可以求出n2注意事项（1）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb（2）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动（3）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针p1与p2间、p3与p4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差（4）实验时入射角不宜过小，否则会

5、使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb一侧将看不到p1、p2的像典型案例两位同学用两面平行的玻璃砖做“测玻璃的折射率”实验。（1）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以o点为圆心，oa为半径画圆，交oo（法线）延长线于c点，过a点和c点作垂直oo的线段分别交于b点和d点，如图所示。测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n= 。（用图中线段表示）（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面ab和cd间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示。若操作无误，则他测得的折射率比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）； （2）偏小（2）用插针法“测定玻璃

6、砖折射率”的实验原理是折射定律，如左图所示，实线表示玻璃砖向上平移后实际的光路图，虚线表示作图光路图，由图看出，画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等，由折射定律可知，测出的折射率没有变化即甲测出的n值将不变乙同学用的是梯形玻璃砖，只要操作正确，测量结果与玻璃砖形状无关；两同学画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图，实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将偏小【名师点睛】本题是插针法测定玻璃砖的折射率，实验原理是折射定律，采用单位圆法处理

7、数据，根据原理分析实验误差针对练习1一底面半径为r的半圆柱形透明体的折射率为n=，横截面如图所示，o表示半圆柱形截面的圆心一束极窄的光线在横截面内从aob边上的极靠近a点处以60°的入射角入射，已知真空中的光速为c求：（1）光在透明体中的传播速度；（2）光线在极靠近a点处进入透明体后的折射角（3）该光线从射入透明体到第一次射出透明体时所经历的时间【答案】（1）（2）30°（3）（3）设此透明物体的临界角为c，依题意有：经作图，光线在c、d处均发生全反射，由几何关系得，在透明体内的路径长为：s=3r经历的时间为：【名师点睛】此题是对光的折射定律及全反射问题的考查；画出光路图是基础，判断能否发生全反射是关键运用几何知识求出光线在透明体通过的总路程。针对练习2如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与ab成角射入后对射出的折射光线的强度进行记录，发现它随着角的变化而变化，变化关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖，左侧是半径为r的半圆，右侧是长为4r，宽为2r的长方形，一束单色光从左侧a点沿半径方向与长边成450角射入玻璃砖，求：（1）该透明材料的折射率；（2）光线在玻璃砖中运动的总时间；（光在空气中的传播速度为c）【答案】（1）（2）因为临界角是45°，光