测定玻璃砖折射率误差的分析

1、测定玻璃砖折射率误差的分析湖北应城一中何飞432400测定玻璃砖折射率是高中物理选修模块几何光学中考查的实验，该实验操作并不复杂，但是学生在实验中不细心，对实验理论掌握不透彻等因素的影响，造成实验误差的现象比比皆是由于本实验中先要画出与玻璃砖等宽的平行边界线，然后将玻璃砖放入平行界线中间，并且在后面的实验过程中玻璃不能移动，所以玻璃砖的移动是造成本次实验误差的重要因 素，学会如何分析这些原因的形成，有利于指导我们的实验本文从折射率的定义出发，通过详细的作图分析，深入挖掘形成误差的原因并总结规律一、偏大型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度小于玻璃砖

2、的厚度作图1分析如下：P图1P3、P4是用插针法画出的出射光线，交玻璃砖的下表面于O,交所画界线bb'于Q,则O点为真实的出射光线和玻璃砖的交点，Q为出射光线和所画有误界线的交点。连接OQ,则光线OO2为真实的折射光线，光线 OO是实验者认为的折射光线，实则为有误差的折射光 线所以"为真实的折射角，ri为有误差的折射角sin isin r2由折射率的定义：_ sin i n测二 sin riQ riDsin risin r2即测量结果偏大b1b如图2所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，致使aa'和bb'的间距小于玻璃砖的厚度；如图3所示，上边界a

3、a'画得低于玻璃砖的上表面，同时下边界bb'画得高于玻璃砖的下表面，致使 aa'和bb'的间距也小于玻璃砖的厚度。在这两种情况中，测量结果均偏 大.二、偏小型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度大于玻璃砖的厚度作图4分析如下：图4“P3、P4是用插针法画出的出射光线，0是出射光线和界线 bb'的交点，反向延长与玻璃砖下表面的交点为 0,连接00和00,则光线00为有误差的折射光线，光线 00为真实的折射光线ri为有误差的折射角,由折射率的定义可知:2为真实的折射角一丿asin isin r2_ sin i n

4、测二 sin risin r2sin ri图6即测量结果偏小如图5所示，上边界aa'画得高于玻璃砖的上表面，致使 aa'和bb'的间距大于玻璃砖 的厚度；如图6所示，上边界aa'画得高于玻璃砖的上表面，同时下边界bb'画得低于玻璃砖的下表面，致使aa'和bb'的间距也大于玻璃砖的厚度 .在这两种情况中，测量结果均偏小、不变型虽然在实验过程中，所作的界线aa'与bb'没有与玻璃砖的上下表面对齐，但界线 aa'与bb'之间的距离仍等于玻璃砖的厚度，此时得到的测量结果将与真实值相等，测量结果不变作图7分析如下:0

5、2、04为入射光线 PP2延长线和出射光线 P3P4与上下边界的交点， 6 O为出射光线P3P4 的反向延长线和入射光线P1P2与玻璃砖上下表面的交点，入射角为i，真实的折射角为ri，有误差的折射角为r2. O i03为真实的折射光线，0204为有误差的折射光线由于aa'与bb'之 间的距离等于玻璃砖的厚度，故：002平行且等于 0304,所以四边形 OQQO为平行四边形0103/0204，即：ri=r2.由折射率的定义知：-_ sin i- _ sin in真=n测二sin r1sin r2Q sin ri sin r2n真=门测即测量结果与真实值相等可见，不论在实验过程中边界线如何画，若上下界线上的入射点和出射点间距离小于玻璃砖厚度，测量结果就大于真实值；若上下界线上的入射点和出射点间距离大于玻璃砖