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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1測(cè)定玻璃的折射率 2學(xué)會(huì)用插針?lè)ù_定光路,第3單元 實(shí)驗(yàn) (一)測(cè)定玻璃的折射率,三、實(shí)驗(yàn)器材 玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器(或圓規(guī))、三角板、鉛筆,四、實(shí)驗(yàn)步驟 1把白紙鋪在木板上(如圖) 2在白紙上畫一直線aa作為界面,過(guò)aa上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN,并畫一條線段AO作為入射光線 3把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上,并使其長(zhǎng)邊與aa重合,用筆記下另一邊所在直線上的兩點(diǎn)b、b. 4在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.,5從玻璃磚bb一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住再在bb一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4,使P3能擋住P1、P2的像,P4能擋住P3本身及P1、P2的像 6移去玻璃磚,在拔掉P1、P2、P3、P4的同時(shí)分別記下它們的位置,再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb;過(guò)P3、P4作直線OB交bb于O.連接O、O,OO就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向AON為入射角,OON為折射角 7改變?nèi)肷浣?,重?fù)實(shí)驗(yàn),五、數(shù)據(jù)處理,3“單位圓法”確定sin 1、sin 2,計(jì)算折射率n.,六、誤差分析 1入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差,故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些 2入射角和折射角的測(cè)量造成誤差,故入射角應(yīng)適當(dāng)大些,以減小測(cè)量的相對(duì)誤差,七、注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O之間距離要稍大一些 2入射角1不宜太大(接近90),也不宜太小(接近0)太大:反射光較強(qiáng),出射光較弱;太小:入射角、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大 3操作時(shí),手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面,更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線 4實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變 5玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的,宜在5 cm以上,若寬度太小,則測(cè)量誤差較大,類型一 實(shí)驗(yàn)操作原理及數(shù)據(jù)處理 【例1】 (2012年高考浙江理綜)在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針,如圖甲所示,(1)在下圖中畫出完整的光路圖; (2)對(duì)你畫出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算,求得該玻璃磚的折射率n_(保留3位有效數(shù)字); (3)為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象,某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn),經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針,如圖乙所示圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針,其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和_(填“A”或“B”),【解析】 (1)如圖所示,(3)光路圖如圖,光線經(jīng)兩邊沿相互平行的玻璃磚,出射光線平行于入射光線,即MNP4B. P1P2光線從棱鏡右邊側(cè)面射出向底邊偏折,如圖P3A,所以填A(yù). 【答案】 (1)見解析圖 (2)1.53(說(shuō)明:0.03范圍內(nèi)都可) (3)A,類型二 實(shí)驗(yàn)誤差分析 【例2】 (2012年高考重慶理綜)如圖甲所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)方體玻璃磚,它的_面不能用手直接接觸 在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像,但最后一個(gè)針孔的位置不同,分別為d、e兩點(diǎn),如圖乙所示計(jì)算折射率時(shí),用_(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值較小,用_(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較小,【解析】 若用手接觸光學(xué)面,則油污層可使透過(guò)光的量及部分光的傳播方向發(fā)生變化,使玻璃磚折射成像不清,觀察模糊,影響實(shí)驗(yàn)效果如圖所示,用d點(diǎn)得到n的測(cè)量值較小,用e點(diǎn)得到n的測(cè)量值誤差較小 【答案】 光學(xué) d e,類型三 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 【例3】 (2011年高考天津理綜)某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)線所示,使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上,該直線垂直于玻璃磚的直徑邊,然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像,且P2的像擋住
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