实验14测定玻璃的折射率

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1、实验十四 测定玻璃的折射率读读才有底基础再现*深度思考、实验目的测定玻璃的折射率、实验原理如图1所示，abb a为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为5,折射角为 也，根据n=Sin7L可以计算出玻璃的折射率.sin 5图1三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.四、实验步骤1 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0为入射点，作过 0的法线NN .3画出线段 A0作为入射光线，并在 A0上插上Pi、P2两根大头针.4 在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线 bb.5眼睛在bb的一侧透过玻璃砖

2、观察两个大头针并调整视线方向，使Pi的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住Pi、P2的像，再插上 P4，使P4挡住P3和Pi、P2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 0 B及出射点0, 连接0、0得线段00 7.用量角器测量入射角5和折射角5,并查出其正弦值sin 5和sin 5.sin 5&改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值.sin 5五、误差分析1. 入射光线和折射光线确定的不准确性.2 测量入射角和折射角时的误差.六、注意事项1. 玻璃砖应选用厚度、宽度较大的.2. 大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些.

3、3 .实验时入射角不宜过大或过小，一般在15。75。之间.4玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线.5.实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.记忆口诀白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖；两针决定入射光，再插一针挡两像；两针两像成一线，去砖画图是重点；入射线，折射线，做出法线角出现；入射角，折射角，不大不小是最好；拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验 课堂探究突破考点做做宥感悟例1 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折射率，给定的器 材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(已、P2、卩3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时，先

4、将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相图2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2所示.然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2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、卩4?试在题图中标出 卩3、P4的位置.(2)然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角91与折射角虹简要写出作图步骤.(3)写出用9、9表示的折射率公式 n=.例2实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD所示.AB的长度为，AD的长度为12，且AB和AD边透光，而BC和CD边不透光且射到

5、这两个边的光线均被全部吸收现让一平行光束以入射角 9射到AB面，经折射后AD面上有光线射出甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率.用一遮光板由A点沿 AB缓甲同学的做法是：保持射到AB面上光线的入射角 9不变，慢推进，遮光板前端推到 P时，AD面上恰好无光线射出，测得AP的长度为13,则长方图4A .偏大B .偏小C.不变D.无法确定5所)图5体介质的折射率可表示为 n =;(2) 乙同学的做法是：缓慢调节射到AB面上光线的入射角，使AD面也恰好无光线射出.测 得此时射到 AB面上光线的入射角为 &，则长方体介质的折射率可表示 为n =0,和$的关系为：01虹填“”、“ ”或“=

6、”).创新实验示例例3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4所示.在一圆盘上，过其圆心0作两条互相垂直的直径 BC、EF，在半径0A上，垂直盘面插下两枚大头针Pi、P2，并保持Pi、P2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Pi、P2的像，并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住Pi、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，贝(1) 若/ AOF = 30 0P3与0C的

7、夹角为30则P3处所对应的折射率的值为 .(2) 图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：作A0的延长线交圆周于 K , K处所对应的折射率值应为 随堂训练*能力达标1. 关于“测定玻璃的折射率”的实验中，下列说法中不正确的是()A .有一组入射角(0工0)和折射角，便可以得出玻璃的折射率B .在本实验中采用玻璃砖，这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率C .本实验的各项步骤，都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的D .棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率2. 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖 界面aa和bb，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图

8、 示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将3. 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，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6、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b1bf)MN)A图8图7-图6P1、p 2光路图，则(1)设AB的长度为li, AO的长度为12, CD的长度为丨3, DO的长度为14,为较方便地表(1)在本题的图上画出所需的光路.然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使Pi的像被P2的像挡6.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好 圆弧状玻璃砖，在玻

9、璃砖的一侧竖直插上两枚大头针住接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4 ,使P3挡住Pi和P2的像，图9当住P3及Pi和P2的像.在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图9所示(0为两圆弧圆心，图中已画出经过Pi、P2点的入射光甲同学测得的折射率与真实值相比乙同学测得的折射率与真实值相比丙同学测得的折射率与真实值相比射光线过圆心 0,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大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0为圆心顺时针转过一小角度，由此测得5 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜,(2)为了测出棱镜玻

10、璃的折射率，需要测量的量是 ,在图上标出它们.(3)计算折射率的公式是n =(填“偏大” “偏小”或“不变”(填“偏大” “偏小”或“不变”4.如图7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上大头针P1、P2确定入射光线，并让入头针P3,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.玻璃砖的折射率将(填“偏大”、“偏小”或“不变”在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧

11、插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图8所示.线)(1)在图上补画出所需的光路(2) 为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角91和折射角 缸请在图中标出这两个角.(3) 用所测物理量计算折射率的公式是n=.(4) 为了保证在弧面CD 得到出射光线，实验过程中，光线在弧面 AB 的入射角应尽量(“小一些”或“无所谓”或“大一些”)答案课堂探究(1)、(2)见解析sin di sin d例3(1) 3 (2)P4对应的折射率的值大(3) 1随堂训练2. C 经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实

12、际的分界线，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出 的折射角与真实的折射角相同.3. 偏小不变可能偏大，可能偏小，也可能不变I14. (1)l1和l3 f 偏大5. 见解析解析 光路图如图所示，画出通过 P1、P2的入射光线， 交AC面于0,画出通过P3、P4的出射光线交 AB面于0 连接00 ，则光线00 就是入射光线P1P2在三棱镜中的 折射光线.(2)在所画的图上注明入射角d和折射角d,并画出虚线部分，用量角器量出d和d(或用直尺测出线段 EF、0E、GH、(3)n = sm (或因为EFsin d = 0E，sin d =0G的长度).EF 0G| 0E GH).sin d6. (1)、(2)见解析(3)軌(4)小一些解析(1)光路图如图所示.A入射角d和折射角d如图中所示