实验十四　测定玻璃的折射率ppt课件

1、实验十四测定玻璃的折射率实验十四测定玻璃的折射率用插针法测定玻璃的折射率用插针法测定玻璃的折射率玻璃砖、木板、白纸、图钉、大头针、量角器、三角板、铅笔玻璃砖、木板、白纸、图钉、大头针、量角器、三角板、铅笔1如图如图1所示，将白纸用图钉按在绘图板上，先在白纸上画出一所示，将白纸用图钉按在绘图板上，先在白纸上画出一条直线条直线aa作为界面，过作为界面，过aa上的一点上的一点O画出界面的法线画出界面的法线MN，并画一条，并画一条线段线段AO作为入射光线作为入射光线2把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa对齐，画出玻对齐，画出玻璃砖的另一条长边璃砖的另一条长边

2、bb.图图13在线段在线段AO上竖直地插上两枚大头针上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖察看，透过玻璃砖察看大头针大头针P1、P2的像，调整视野的方向，直到的像，调整视野的方向，直到P1的像被的像被P2挡住再在察挡住再在察看的这一侧依次插两枚大头针看的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使，使P3挡住挡住P1、P2的像，的像，P4挡住挡住P1、P2的像及的像及P3，记下，记下P3、P4的位置的位置4移去玻璃砖衔接移去玻璃砖衔接P3、P4并延伸交并延伸交bb于于O，衔接，衔接OO即为折射即为折射光线，入射角光线，入射角1AOM，折射角，折射角2OON.5用量角器测出入射角和折射角，查出它们

3、的正弦值，将数据用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中填入表格中6改动入射角改动入射角1，反复实验步骤，列表记录相关丈量数据，反复实验步骤，列表记录相关丈量数据附：实验数据的处置方法有附：实验数据的处置方法有图图2图图31玻璃砖应选用厚度、宽度较大的玻璃砖应选用厚度、宽度较大的2大头针要插得竖直，且间隔要大些大头针要插得竖直，且间隔要大些3入射角不宜过大或过小，普通在入射角不宜过大或过小，普通在1575之间之间4玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面替代直尺画界玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面替代直尺画界限限5实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改动实验过程中，

4、玻璃砖和白纸的相对位置不能改动题型一对实验原理及操作步骤的调查题型一对实验原理及操作步骤的调查例例1一块玻璃砖有两个相互平行的外表，其中一个外表是镀银一块玻璃砖有两个相互平行的外表，其中一个外表是镀银的光线不能经过此外表现要测定此玻璃的折射率给定的器材的光线不能经过此外表现要测定此玻璃的折射率给定的器材还有：白纸还有：白纸图图4、铅笔、大头针、铅笔、大头针4枚枚P1、P2、P3、P4、带有刻度的直角三角、带有刻度的直角三角板、量角器板、量角器实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的外表与实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的外表与纸面垂直在纸上画出直线纸面垂直在纸上画出直

5、线aa和和bb，aa表示镀银的玻璃外表，表示镀银的玻璃外表，bb表表示另一外表，如图示另一外表，如图4所示然后在白纸上竖直插上两枚大头针所示然后在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2.用用P1、P2的连线表示入射光线的连线表示入射光线1为了丈量折射率，应如何正确运用大头针为了丈量折射率，应如何正确运用大头针P3、P4?_试在题图中标出试在题图中标出P3、P4的位置的位置2然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中经过作图的方法然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中经过作图的方法标出光线从空气中射到玻璃中的入射角标出光线从空气中射到玻璃中的入射角1与折射角与折射角2.简要写出作图步简要写出作图步骤骤_3写出用

6、写出用1、2表示的折射率公式为表示的折射率公式为n_.解析解析1在在bb一侧察看一侧察看P1、P2经经bb折射，折射，aa反射，再反射，再经经bb折射后的像，在适当的位置插上折射后的像，在适当的位置插上P3，使得，使得P3与与P1、P2的像在的像在一条直线上，即让一条直线上，即让P3挡住挡住P1、P2的像；再插上的像；再插上P4，让它挡住，让它挡住P2或或P1的像和的像和P3，P3、P4的位置如图的位置如图5所示所示图图52过过P1、P2作直线与作直线与bb交于交于O；过过P3、P4作直线与作直线与bb交于交于O；利用刻度尺找到利用刻度尺找到OO的中点的中点M；过过O点作点作bb的垂线的垂线C

7、D，过，过M点作点作bb的垂线与的垂线与aa相交于相交于N，衔，衔接接ON；P1OD1，CON2.答案答案见解析见解析题后反思题后反思注重对实验根本原理、根本技艺和方法的调查，不时是高考命题注重对实验根本原理、根本技艺和方法的调查，不时是高考命题的根本原那么因此，了解并熟练掌握实验的原理、方法，是学生做的根本原那么因此，了解并熟练掌握实验的原理、方法，是学生做好实验和备考的重中之重另外，在数据处置上，可将正弦之比转化好实验和备考的重中之重另外，在数据处置上，可将正弦之比转化为线段长度之比，使数据处置变得简单而准确为线段长度之比，使数据处置变得简单而准确变式变式11用三棱镜做测定玻璃折射率的实验

8、，先在白纸上放好用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和和P2，然后在棱镜的另一侧，然后在棱镜的另一侧察看，调整视野使察看，调整视野使P1的像被的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针头针P3、P4，使，使P3挡住挡住P1、P2的像，的像，P4挡住挡住P3和和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图廓如图6所示所示图图61在此题的图上画出所需的光路在此题的图上画出所需的光路2为了测出棱镜玻璃的折射率需求丈量的量是为了测出棱

9、镜玻璃的折射率需求丈量的量是_、_，在图上标出它们，在图上标出它们3计算折射率的公式是计算折射率的公式是n_.解析：解析：1如图如图7所示，衔接所示，衔接P1、P2交交AB于于O点，衔接点，衔接P3、P4交交AC于于O点，衔接点，衔接OO，过，过O点作点作AB面的法线面的法线MN，延伸，延伸OO到到G点，点，使使OGOE，过，过E点作法线点作法线MN的垂线交的垂线交MN于于F点，过点，过G点作法线点作法线MN的垂线，交的垂线，交MN于于H点点图图71用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面璃砖界面aa和和bb，不慎将玻璃砖

10、向上平移了一些，放在图，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图8所示的位所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将A偏大偏大B偏小偏小C不变不变 D无法确定无法确定图图8解析：经过玻璃砖的光路如图解析：经过玻璃砖的光路如图9中实线所示，由于所作的玻璃砖中实线所示，由于所作的玻璃砖分界限不是实践的分界限，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出分界限不是实践的分界限，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出的折射角与正确值一样的折射角与正确值一样答案：答案：C图图92如图如图10所示，某同窗用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，所示，某同窗用插针法测定一半

11、圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插大头针在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光确定入射光线，并让入射光线过圆心线过圆心O，在玻璃砖图中实线部分另一侧垂直纸面插大头针，在玻璃砖图中实线部分另一侧垂直纸面插大头针P3，使使P3挡住挡住P1、P2的像，衔接的像，衔接OP3.图中图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂均垂直于法线并分别交法线于直于法线并分别交法线于A、D点点图图101设设AB的长度为的长度为l1，AO的长度为的长度为l2，CD

12、的长度为的长度为l3，DO的的长度为长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺丈量，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺丈量_，那么玻璃砖的折射率可表示为，那么玻璃砖的折射率可表示为_2该同窗在插大头针该同窗在插大头针P3前不小心将玻璃砖以前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_填填“偏大、偏大、“偏小或偏小或“不变不变3如图如图11所示，画有直角坐标系所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于程度桌面上的白纸位于程度桌面上M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与是放在白纸上的半圆

13、形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴轴重合，重合，OA是画在纸上的直线，是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线为竖直地插在直线OA上的两枚上的两枚大头针，大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线是直线OA与与y轴正轴正方向的夹角，方向的夹角，是直线是直线OP3与与y轴负方向的夹角只需直线轴负方向的夹角只需直线OA画得适宜，画得适宜，且且P3的位置获得正确，测出角的位置获得正确，测出角和和，便可求得玻璃的折射率，便可求得玻璃的折射率图图11某学生在用上述方法丈量玻璃的折射率时，在他画出的直线某学生在用上述方法丈量玻璃的折射率时，在他画出的直

14、线OA上竖直地插上了上竖直地插上了P1、P2两枚大头针但在两枚大头针但在y0的区域内，不论眼睛放的区域内，不论眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是的像，他应采取的措施是_假设他已透过玻璃砖看到了假设他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定的像，确定P3位置的方位置的方法是法是_假设他已正确地测得了假设他已正确地测得了、的值，那么玻璃的折射率的值，那么玻璃的折射率n_.4学校开展研讨性学习，某研讨小组的同窗根据所学的光学知学校开展研讨性学习，某研讨小组的同窗根据所学的光学知识，设计了一个丈量液体折射率的仪器，如图识，设计了一个丈量液体折射

15、率的仪器，如图12所示所示图图12在一圆盘上，过其圆心在一圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径作两条相互垂直的直径BC、EF，在半，在半径径OA上，垂直盘面插下两枚大头针上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并坚持并坚持P1、P2位置不变，位置不变，每次丈量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直每次丈量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径径BC相平，相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域察看作为界面的法线，而后在图中右上方区域察看P1、P2的像，并在圆周上插上大头针的像，并在圆周上插上大头针P3，使，使P3正好挡住正好挡住P1、P2，同窗们经过，同窗们经

16、过计算，预先在圆周计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只需根据部分刻好了折射率的值，这样只需根据P3所插的所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，那么：位置，就可直接读出液体折射率的值，那么：1假设假设AOF30，OP3与与OC的夹角为的夹角为30，那么，那么P3处所处所对应的折射率的值为对应的折射率的值为_2图中图中P3、P4两位置两位置_处所对应的折射率值大处所对应的折射率值大3作作AO的延伸线交圆周于的延伸线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为处所对应的折射率值应为_ 答案：答案：11.732P4315如图如图13所示的安装测定玻璃的折射率在光具盘的中央固定所示的安装测定玻璃的折射率在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使激光束从玻璃圆弧一侧一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心重合，使激光束从玻璃圆弧一侧入射并垂直直径平面经过圆心入射并垂直直径平面经过圆心O射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对应位置