实验测定玻璃的折射率

关于实验测定玻璃的折射率1.掌握测定玻璃折射率的原理。2.学会插针测定玻璃的折射率。学习目标：重点难点：1.折射光线方向的确定2.实验的正确操作及减小误差的方法目标及重难点实验器材玻璃砖、铅笔、白纸、木板、图钉、大头针、量角器、直尺(或三角板)。第2页,共16页，2024年2月25日，星期天光线AO以一定入射角穿过平行玻璃砖，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而确定了玻璃砖中的折射光线OO′，量出入射角θ1和折射角θ2的大小实验原理根据n＝sinθ1/sinθ2算出玻璃的折射率．第3页,共16页，2024年2月25日，星期天2.在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的界面，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。实验步骤3.把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一长边bb′。1.用图钉把白纸固定在木板上。第4页,共16页，2024年2月25日，星期天5.在玻璃砖bb′侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线直到P1的像被P2的像挡住；再在bb′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。实验步骤6.移去玻璃砖，记下P1、P2、P3、P4的位置。过P3、P4作直线交bb′于O′，连结O、O′，OO′是折射光线,∠AON为入射角θ1，∠O′ON′为折射角θ24.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2第5页,共16页，2024年2月25日，星期天7.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里．8.用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记入表格里．9.算出不同入射角时sinθ1/sinθ2的值，求出几次实验时测得数据的平均值，就是玻璃的折射率．实验步骤第6页,共16页，2024年2月25日，星期天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′.注意事项3.大头针P1与P2、P3与P4间的距离应大一些以减小确定光路方向时造成的误差。而且大头针应竖直地插在白纸上。看像的时候主要是看大头针针脚的像。第7页,共16页，2024年2月25日，星期天4.实验时，入射角θ1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．注意事项6.玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大．5.为减小误差，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．第8页,共16页，2024年2月25日，星期天以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标建立直角坐标系，多次改变入射角、测得相应折射角并查出它们的正弦值，利用以上数据描点连线，得到一条过坐标原点的直线，斜率为k，又根据折射定律可得n＝sinθ1/sinθ2，则k＝1/n，故玻璃砖折射率n＝1/k其他方法1第9页,共16页，2024年2月25日，星期天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′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′的长其他方法2第10页,共16页，2024年2月25日，星期天由于sinθ1＝CC′/CO，sinθ2＝DD′/DO，而CO＝DO，所以折射率：n1＝sinθ1/sinθ2＝CC′/DD′重复以上实验，求得各次折射率的计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值．其他方法2第11页,共16页，2024年2月25日，星期天用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖，做法如下：其他方法3在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，作光路图则折射率n＝sinθ1/sinθ2＝AB/CD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，第12页,共16页，2024年2月25日，星期天某同学用插针法测定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，并让入射光线刚好过O点误差分析该同学在插大头针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______偏大(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。第13页,共16页，2024年2月25日，星期天在做测定玻璃折射率n的实验时：(1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，其后的操作都正确．但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将________．误差分析不变第14页,共16页，2024年2月25日，星期天(2)乙同学画出的a′b′和c′d′都比实际界面向外侧平移了一些，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和