高考物理人教山东一轮复习汇总实验测定玻璃的折射率讲解省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

试验18测定玻璃折射率第1页一、试验目标测定玻璃折射率。二、试验原理如图所表示,经过插针法找出跟入射光线AO1对应出射光线O2B,从而找出折射光线O1O2和折射角θ2,再依据n=求出玻璃折射率。第2页2三、试验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、刻度尺、铅笔。四、试验步骤1.如图所表示,把白纸铺在木板上。第3页32.在白纸上画一直线aa'作为界面,过aa'上一点O画出界面法线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,并使其长边与aa'重合,再用刻度尺画出玻璃砖另一边bb'。4.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。5.从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2像,调整视线方向直到P1像被P2像挡住。再在bb'一侧插上两枚大头针P3、P4,使P3能挡住P1、P2像,P4能挡住P3本身及P1、P2像。6.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4同时分别记下它们位置,过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是玻璃砖内折射光线方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折射角。7.改变入射角,重复试验。第4页4五、数据处理1.计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不一样入射角时,并取平均值。2.作sinθ1-sinθ2图象改变不一样入射角θ1,测出不一样折射角θ2,作sinθ1-sinθ2图象,由n=可知图象应为直线,如图所表示,其斜率为玻璃折射率。第5页53.辅助线段法利用刻度尺作辅助线,测出辅助线长度大小,求玻璃折射率。第6页64.单位圆法

第7页7六、误差分析1.入射光线、出射光线确定准确性造成误差,故在入射侧和出射侧所插两枚大头针间距应大一些。2.入射角和折射角测量造成误差。入射角应适当大一些,能够减小测量相对误差。第8页8七、注意事项1.试验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O'之间距离要稍大一些。2.入射角θ1不宜太大(靠近90°),也不宜太小(靠近0°)。当θ1太大时,反射光较强,出射光较弱;当θ1太小时,入射角、折射角测量相对误差较大。3.操作时,手不能触摸玻璃砖光洁光学面,更不能把玻璃砖界面看成尺子画界限。4.试验过程中,玻璃砖与白纸相对位置不能改变。5.玻璃砖应选取宽度较大,宜在5cm以上,若宽度太小,则测量误差较大。第9页9典例(·福建龙岩期中)在测定玻璃折射率试验中:(1)某同学试验插针步骤以下(2)以经过P1、P2直线与玻璃砖交点O为圆心,以某一适当长度R为半径画圆,与OA交于A,与OO'延长线交于C,如图所表示,过A、C分别作玻璃砖界面法线MN垂线,图中B、D分别为垂足,用刻度尺量得AB=45mm,CD=30mm,则玻璃砖折射率为

。

A.在表示入射光线AO上插上大头针P1、P2;B.经过玻璃砖观察P2、P1,调整视线,直到P1像被P2像挡住;C.再观察一侧插上大头针P3、P4,记下P3、P4位置。这位同学在操作中有什么主要疏漏?

第10页10(3)在测定玻璃折射率试验中,对一块两面平行玻璃砖,用“插针法”找出与入射光线对应出射光线,现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所表示四组插针结果。①从图上看,必定把针插错了同学是

。

②从图上看,测量结果准确度最高同学是

。

第11页11答案:(1)插针时应使P3挡住P1和P2像,P4挡住P1、P2、P3像

(2)1.5

(3)丙

丁解析:(1)这位同学在操作中主要疏漏是:插针时应使P3挡住P1和P2像,P4挡住P1、P2、P3像。第12页12(3)①作出光路图如图所表示,可知丙图出射光线与入射光线在同一直线上,必定把针插错了。②入射角和折射角较大,角度测量相对误差较小,计算出折射率准确度高,从图上看,测量结果准确度最高同学是丁。第13页131.(·福建厦门)某同学利用“插针法”测定玻璃折射率,所用玻璃砖两面平行。正确操作后,作出光路图及测出相关角度如图所表示。(1)此玻璃折射率计算式为n=

(用图中θ1、θ2表示)。

(2)假如有几块宽度大小不一样平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选取宽度

(选填“大”或“小”)玻璃砖来测量。

第14页14解析:(1)光线由空气射入玻璃入射角i=90°-θ1,折射角γ=90°-θ2,砖对光线影响可知,玻璃砖宽度越大,侧移量越大,折射角测量误差越小。第15页152.(·上海长宁模拟)某同学为了测量截面为正三角形玻璃三棱镜折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜右侧观察到P1和P2像,当P1像恰好被P2像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2像,P4也挡住P1、P2像,在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓如图所表示。第16页16(1)在图上画出对应光路。(2)为了测出三棱镜玻璃材料折射率,若以AB为分界面,需要测量量是

,在图上标出它们。

(3)三棱镜玻璃材料折射率计算公式是n=

。

(4)若在描绘三棱镜轮廓过程中,放置三棱镜位置发生了微小平移(移至图中虚线位置,底边仍重合),若仍以AB为分界面,则三棱镜玻璃材料折射率测量值

真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。

第17页17解析:(1)光路图如图所表示。(2)若以AB为分界面,需要测量量为入射角θ1、折射角θ2。(3)该三棱镜玻璃材料折射率计算公式为(4)若在描绘三棱镜轮廓过程中,放置三棱镜位置发生了微小平移,仍以AB为分界面,将入射光线与AB交点和出射光线与BC交点连接起来,从而可知该连接线发生偏转,造成折射角变小,所以测量值比真实值大。第18页183.(·内蒙古松山月考)某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率试验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1像被P2像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2像,使P4挡住P3和P1、P2像,在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖边界如图甲所表示。第19页19(1)在图上画出所需光路。(2)为了测量出玻璃砖折射率,需要测量物理量有

(要求在图上标出)。

(3)写出计算折射率公式n=

。

(4)如图乙所表示,将刻度尺直立在装满某种