高中物理 第4章 实验测定玻璃的折射率精品课件 鲁科选修34

1、2021/8/11 星期三1实验测定玻璃的折射率2021/8/11 星期三2核心要点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练实验测定玻璃的折射率2021/8/11 星期三3课前自主学案2021/8/11 星期三4三、实验器材玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔四、实验步骤1如图4221所示，将白纸用图钉钉在平木板上图42212021/8/11 星期三52在白纸上画出一条直线aa作为界面(线)，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光线3把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa对齐，画出玻璃砖的另一边bb.4在直线AO上竖直插上两枚

2、大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置2021/8/11 星期三65移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线OB与bb交于O，直线OB就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向6连接OO，入射角iAON，折射角rOON，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中7用上述方法分别求出入射角分别为30、45、60时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中2021/8/1

3、1 星期三72021/8/11 星期三8核心要点突破一、注意事项1实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动2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.3大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一些，以减少确定光路方向时造成的误差2021/8/11 星期三94实验时，入射角i不宜过小，否则会增大测量角度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折射光线太弱5为减小实验误差，要改变入射角，重复实验，所以应将每次实验所得的插孔进行编号，以免造成混乱6玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽

4、度太小，则测量误差较大2021/8/11 星期三10二、数据处理1处理方法一：在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO(或OO的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN作垂线，分别交NN于C、D，用直尺量出CC和DD的长，如图4122甲所示图41222021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13三、误差分析1入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些，玻璃砖应宽一些2入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差2021/8/11 星

5、期三14课堂互动讲练类型一“插针法”的基本应用 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa与bb不平行，如图4123所示，则()例1图41232021/8/11 星期三15A入射光线与出射光线平行B入射光线与出射光线不平行C他测出的折射率偏大D他测出的折射率偏小2021/8/11 星期三16图41242021/8/11 星期三17若aa与bb平行，则i，因此r，此时入射光线AO与出射光线OB平行若aa与bb不平行，则i，因此r.此时入射光线AO与出射光线OB不平行B正确在具体测定折射率时，要求实验方法、光路均准确无误，折射率的

6、测量值应不受aa与bb是否平行的影响【答案】B2021/8/11 星期三18变式训练1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P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图4125所示图41252021/8/11 星期三19(1)在题图上画出所需的光路(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_、_，在图上标出它们(3)计算折射率的公式是n_.2021/8/11 星期三20解析：(1)如图所示画

7、出通过P1、P2的入射光线交AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O，则光线OO就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线(2)在所画的图上，标明入射角i和折射角r，并画出虚线部分用量角器测量出i和r或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22 在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa和bb后，不小心碰了玻璃砖使它向aa方向平移了少许，如图4126甲所示则他测出的折射率将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；类型二实验误差分析例2图41262021/8/11 星期三23(2)乙同

8、学在画界面时，不小心将两界面aa、bb的间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)2021/8/11 星期三24【精讲精析】 (1)测定玻璃折射率的实验的关键是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线，从而找出折射角现在将其光路图作出后，进行比较，看一看玻璃砖向上平移是否影响到折射角大小的变化如图4127所示，由图可知，图41272021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26故不影响实验结果，所以测得的折射率不变(2)如图4128所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小图4128【答案】(1)不变(2)偏小2021/8/11 星期三27变式训练2(2020年高考福建卷)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图4