4.1.2实验：测定玻璃的折射率 课件-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章

光4.1.2实验：测定玻璃折射率1．测定玻璃的折射率。2．学会用插针法来确定光路。一、实验目的梯形玻璃砖长方形玻璃砖大头针图钉白纸直尺、量角器木板二、实验器材光以一定角度从空气射入玻璃砖后再射出，它的光路图是怎样的？在草稿纸上画出光路图。交流讨论三、实验原理ABDCir实验中需要测哪些物理量？如何测量？三、实验原理

三、实验原理7三、实验原理插针法1、铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）；2、在白纸上画一条线a作为界面，过a上的一点O（作为入射点）画法线NN′，并画AO作为入射光线；四、实验步骤3、把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与a对齐（确保O为实际入射点），确定玻璃砖的另一界面a′（确保出射点准确）；5、移去大头针和玻璃砖，过C、D所在处作直线DC与a′交于O′（作为实际出射点），直线O′D代表沿AO方向的入射光通过玻璃砖后的传播方向；6、连接OO′，入射角

1=∠AON

，折射角

2＝∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中；4、在直线AO上竖直插大头针A、B，透过玻璃砖观察大头针A、B的像，调整视线让B挡住A的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针C、D，使C挡住A、B的像，D挡住C及B、A的像，记下C、D位置；四、实验步骤7、用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中；8、算出不同入射角的比值sinθ1/sinθ2，最后求出在几次实验中所测sinθ1/sinθ2的平均值，即为玻璃砖的折射率n．四、实验步骤五、注意事项1．实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些．2．入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角也不宜太大．3．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线．4．在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．5．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．六、实验误差1．入射光线和出射光线确定得不够精确．因此要求插大头针时两大头针间距应稍大．2．入射角、折射角测量得不精确．为减小测量时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱.

13七、数据处理3.辅助线段法4.单位圆法

七、数据处理1、用三棱镜测玻璃的折射率P1CABP2P3P4EFGHi

OO'八、实验器材的拓展2、用半圆柱玻璃砖测折射率OO'ir八、实验器材的拓展OC刚好发生全发射九、实验原理的拓展(1)该同学接下来要完成的必要步骤有________．A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′.测量图1中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n＝________.(3)如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽．若其他操作正确，则折射率的测量值___________(填“大于”“小于”或“等于”)准确值．(4)另一位同学准确地画好玻璃砖的界面aa′和bb′后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图3所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)准确值．[例1]如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点．在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针．BD

小于等于课堂练习(1)作出沿P1和P2连线方向的入射光线通过圆柱体玻璃后的传播方向；(2)作出光线在玻璃内的传播方向；(3)在光线的入射点作法线，标出入射角θ1和折射角θ2；(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算)．[例2]某同学在测量一厚度均匀的圆柱体玻璃的折射率时，先在白纸上作一个与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃圆柱一侧竖直插上两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插上两枚大头针P3和P4，使该同学从另一侧隔着玻璃圆柱观察时，大头针P4和P3及P2、P1的像恰好在一条直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到如图所示的图．课堂练习[例3]某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射光线、折射光线、出射光线后，以入射点O为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度．如图所示，则下列四个表达式中，正确地表达了折射率关系式的是()B课堂练习[例4]学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示，在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总保持液面与直径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的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住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，就可直接读出液体折射率的值．(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为