物理：测定玻璃的折射率 导学案（人教）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精物理：测定玻璃的折射率导学案（人教版选修3—4）编写人：邱佳佳审核：高二物理组寄语：我们一定不会做说话的巨人，行动的矮子!一、实验目的：测定玻璃的折射率二、实验原理如下图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而求出折射光线OO'和折射角r,再根据n=sini/sinr算出玻璃的折射率。三、实验器材一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺四、实验步骤N'NN'NaOba'b'O'ABP1P2P3P4⒉．在白纸上画一直线aa’作为界面，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。⒊把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb’。⒋在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。⒌从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb’一侧插上大头针P3、P4,使P3能挡住P1、P2的像,P4能挡住P1、P2的像及P3本身。⒍移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置,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的方向.AON为入射角，O’ON’为折射角。⒎用量角器量出入射角和折射角的度数.查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。⒏用上述方法分别求出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。⒐算出不同入射角时sini/sinr的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的sini/sinr的平均值，这就是这块玻璃的折射率。五、实验注意事项⒈轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面.严禁把玻璃砖当直尺用。⒉实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可移动。⒊插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。⒋实验时入射角不能太小(接近零度)，否则会使测量误差加大;也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像.5.针要竖直插在纸面上。6.本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖,如采用三棱镜,半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。六.数据处理此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表,找出入射角和折射角的正弦值，再代入n=中求玻璃的折射率,除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：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，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如下图所示.由于sinα=sinβ=而CO=DO，所以折射率n1==.重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。七、误差分析在利用插针法测定玻璃折射率的实验中：1.（1）甲同学在纸上确定玻璃砖的另一个界面bb′时，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图（甲）所示.则他测出的折射率值将___________（选填“偏大"“偏小"或“不变”)；（2）乙同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′，bb′间距离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”)。解析:(1）如图（甲）所示甲同学利用插针法确定的入射角不受影响,但测得的折射角比真实值偏小，所以测得的折射率偏大.（2）如图(乙)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