创新方案实验十三测定玻璃的折射率-完整版PPT

1、一、实验目的1测定玻璃的折射率2学会用插针法确定光路图实131三、实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔四、实验操作1实验步骤(1)如图实132所示，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的法线NN.(3)画出直线AO作为入射光线， 图实132 并在AO上插上P1、P2两枚大头针(4)在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb.(5)通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P1的像被P2挡住，然后在观察一侧插上大头针P3，使P3同时挡住P2、P1的像，再插上P4挡住P3及P2、P1

2、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，则OO即玻璃砖内的折射光线(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，重复实验记录下每次的入射角1和折射角2.图实134五、注意事项1玻璃砖宜选宽度大些的，实验中玻璃砖的位置不要移动用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃砖的毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面2大头针应竖直插入，两大头针间距离宜大些3所选入射角不应过大，否则在另一侧看不清P1、P2的像；也不应过小，否则测量误差较大4用半圆形玻璃砖、三棱镜也能完成此项实验5由于要多次改变入射角重复实验

3、，所以入射光线与出射光线要一一对应六、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的间距应大一些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例1如图实135所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率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P3， 图实135使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点(1)设AB的长度为l1，AO

4、的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_，则玻璃砖的折射率可表示为_(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)例2在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图实136中、和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖他们的其他操作均正确，且均以aa、bb为界面画光路图则：图实136甲同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)乙同学测得的折射率

5、与真实值相比_丙同学测得的折射率与真实值相比_解析用图测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变答案偏小不变可能偏大、可能偏小、可能不变例2(2011龙岩模拟)小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验(如图实137所示)，他进行的主要步骤是：A用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大 图实137小d.B先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC.C将玻璃砖放回

6、白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置D调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到A点距离x1，右侧亮点到A点的距离x2.则(1)小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n_.(2)关于上述实验以下说法正确的是_A在BOC的范围内，改变入射光PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点B左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2C左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2D要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角图实138(2)当入射角大于等于临界角时，发生全反射，则只有反射光线照射到M

7、N上，所以MN上可能只出现一个亮点，故A项正确；由图知，角大于角，所以左侧亮点到A的距离总是比右侧亮点到A点的距离小，故B正确，C项错误；要想左侧亮点到A点的距离增大，必须减小折射角，由折射率公式可知，要减小折射角，必须减小入射角，故D项正确1某同学做“测定玻璃的折射率”的实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sinisinr图象如图实139所示，下列判断中正确的是 () 图实139A他做实验时，研究的是光线从 空气射入玻璃时的折射现象B玻璃的折射率为0.67C玻璃的折射率为1.5D玻璃的临界角的正弦值为0.67答案：ACD2如图实1310所示，用插针法测定玻璃的折射率的实验中，以下各说

8、法中正确的是 ()P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 图实1310P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度入射角i适当大些，可以提高准确度入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行P1、P2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关ABC D解析：因为实验中的入射光线和折射光线都是通过隔着玻璃砖观察在一直线上后确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差，正确错误入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，正确错误由于光通过玻璃砖时，各相关角度互相制约着，其出射角恒等于入射角，而对于入射的界面，光线是从光疏介质射入光密介质

9、，折射角必小于入射角，当入射角趋于最大值90时，折射角也趋于最大值rmax，而对于出射的界面，在玻璃砖内的折射光线的入射角最大值也只能为rmax，根据光路可逆原理，出射角最大值也趋于90，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，错答案：A3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界面aa与bb不平行，如图实1311所示则 () 图实1311AAO与OB两条直线平行BAO与OB两条直线不平行C测出的折射率偏大D测出的折射率不受影响答案：BD4某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器如图实1312所示，在一个圆盘上，

10、过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上，垂直盘面插上 图实1312两枚大头针P1、P2并保持位置不变每次测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BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2，在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值(1)若AOF30，OP3与OC之间的夹角为30，则P3处刻的折射率的值_(2)图中P3、P4两处，对应折射率大的是_(3)做AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率为_答案：(1)1.73(2)P4

11、(3)15(2011济宁模拟)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图实1313所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四位同学实验插针的结果图实1313(1)在这四个图中肯定把针插错了的是_(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是_计算玻璃的折射率的公式是_6(2011温州模拟)一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)现要测定此玻璃砖的 图实1314折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、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表面与纸面垂直在纸面上画出直线aa和bb，aa表示镀银的玻璃表面，bb表示另一表面，如图实1314所示然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图)用P1、P2的连线表示入射光线(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4?试在图实1314中标出P3、P4的位置(2)然后，移去玻璃砖与大头针试在图实1314中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2.简要写出作图步骤(3)写出