第十三章實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率

1、.實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率知識(shí)內(nèi)容測(cè)定玻璃的折射率考試要求課時(shí)要求1.知道測(cè)定玻璃折射率的原理、方法、步驟，會(huì)畫光路圖，能計(jì)算折射率以及折射率的平均值，知道實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因和減小誤差的方法.2.掌握測(cè)定玻璃折射率的方法.3.會(huì)確定入射光線和折射光線.4.知道測(cè)定入射角和折射角的方法.1實(shí)驗(yàn)原理用插針法確定光路，找出與入射光線相應(yīng)的出射光線，就能在玻璃磚中畫出對(duì)應(yīng)的折射光線，從而可以測(cè)出一組對(duì)應(yīng)的入射角和折射角，根據(jù)折射定律，便可求出玻璃的折射率2實(shí)驗(yàn)器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針?biāo)拿?、圖釘34枚、量角器、直尺、鉛筆3操作步驟1把白紙用圖釘釘在木板上2在白紙上畫一條直線aa作為界面，過aa上一點(diǎn)

2、O作垂直于aa的直線NN作為法線，過O點(diǎn)畫一條入射光線AO，使入射角1適當(dāng)大些如圖1所示圖13在AO線上豎直地插兩枚大頭針P1、P2，在白紙上放上被測(cè)玻璃磚，使玻璃磚的一個(gè)面與aa重合4沿玻璃磚的另一側(cè)面畫一條直線bb.5在玻璃磚的bb一側(cè)白紙上豎直地立一枚大頭針P3，調(diào)整視線，同時(shí)挪動(dòng)大頭針P3的位置，當(dāng)P3恰好能同時(shí)擋住玻璃磚aa一側(cè)所插的大頭針P1、P2的像時(shí)，把大頭針P3插好6在玻璃磚bb一側(cè)再豎直地插一枚大頭針P4，使P4能擋住P3本身及P1、P2的像7記下P3、P4的位置，移去玻璃磚，拔去大頭針，過P3、P4連一條直線BO交bb于O點(diǎn)，連接OO，OO就是入射光線AO在玻璃磚內(nèi)的折射

3、光線，折射角為2.8用量角器量出入射角1和折射角2的大小9改變?nèi)肷浣?，重復(fù)上面的步驟再做三、四次，量出相應(yīng)的入射角和折射角10算出不同入射角時(shí)的值，求出幾次實(shí)驗(yàn)中的平均值就是玻璃的折射率4本卷須知1實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚在紙上的位置不可挪動(dòng)2不能用手觸摸玻璃磚光潔面，更不能把玻璃磚當(dāng)尺子用3大頭針應(yīng)豎直插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的間隔 應(yīng)適當(dāng)大些，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差4實(shí)驗(yàn)中入射角不宜過小或過大，否那么會(huì)使測(cè)量誤差增大5本實(shí)驗(yàn)中假如采用的不是兩面平行的玻璃磚，而是采用三棱鏡、半圓形玻璃磚等，那么只是出射光線和入射光線不平行，同樣能測(cè)出折射率.一、實(shí)驗(yàn)原理

4、與操作例12019浙江11月選考21在“測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，1以下做法正確的選項(xiàng)是_A入射角越大，誤差越小B在白紙上放好玻璃磚后，用鉛筆貼著光學(xué)面畫出界面C實(shí)驗(yàn)時(shí)既可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進(jìn)展測(cè)量D判斷像與針是否在同一直線時(shí)，應(yīng)該觀察大頭針的頭部2小明同學(xué)在插針時(shí)玻璃磚的位置如圖2所示，根據(jù)插針與紙上已畫的界面確定入射點(diǎn)與出射點(diǎn)，根據(jù)上述操作所測(cè)得的折射率_填“偏大“偏小或“不變圖23小明同學(xué)經(jīng)正確操作后，在紙上留下四枚大頭針的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃磚的兩個(gè)邊，如圖3所示，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出光路圖圖3答案1C2偏小3光路圖見解析解析1本實(shí)驗(yàn)在用插針法時(shí)，

5、角度不宜過大，否那么很難確定折射角，選項(xiàng)A錯(cuò)；不能用鉛筆貼著光學(xué)面畫界面，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)通過n求折射率，也可以通過畫出兩個(gè)半徑一樣的圓，通過sin 將角度轉(zhuǎn)化為角度對(duì)邊之比求折射率，所以選項(xiàng)C正確；在觀察像與針是否在一條直線時(shí)，應(yīng)該觀察大頭針底部，所以D錯(cuò)誤2由圖可知，此次測(cè)量的折射角偏大，導(dǎo)致測(cè)得的折射率偏小3光路圖如下圖例22019湖州市高三第一學(xué)期調(diào)研根據(jù)“測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)要求，答復(fù)以下問題：某同學(xué)先在圖4中的線段AO上豎直插上大頭針P1和P2，然后準(zhǔn)備在bb外側(cè)插上大頭針P3和P4，那么插P3的要求是_；插P4的要求是_；在實(shí)驗(yàn)中，有兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了記錄表格，記錄好數(shù)據(jù)

6、并完成了計(jì)算圖4甲同學(xué)設(shè)計(jì)的表格：次數(shù)入射角isin i折射角rsin rn130.00.50020.90.3571.401.40245.00.70730.50.5081.39360.00.86638.00.6161.41乙同學(xué)設(shè)計(jì)的表格：次數(shù)123角平均值正弦值n入射角i30.045.060.045.00.7071.42折射角r20.930.538.028.80.497兩位同學(xué)做得正確的選項(xiàng)是_填“甲或“乙答案豎直插P3時(shí)，應(yīng)讓P3擋住P1、P2的像豎直插P4時(shí)，應(yīng)讓P4擋住P1、P2的像和P3甲二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例32019浙江十校聯(lián)盟3月適應(yīng)性考試在“測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確的

7、操作，插好了4枚大頭針P1、P2和P3、P4，如圖5所示圖51在圖中坐標(biāo)紙上畫出完好的光路圖，并標(biāo)出入射角1和折射角2；2對(duì)你畫出的光路圖進(jìn)展測(cè)量，求出該玻璃的折射率n_結(jié)果保存兩位有效數(shù)字答案1如下圖21.41.21.6例42019浙江名校協(xié)作體高三第二學(xué)期測(cè)試在“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，畫出完好的光路圖，由于沒有量角器，他以入射點(diǎn)O為圓心畫圓交入射光線于A點(diǎn)，交折射光線于B點(diǎn)，過A點(diǎn)畫法線的垂線與法線交于C點(diǎn)，過B點(diǎn)畫法線的垂線與法線交于D點(diǎn)，如圖6所示，假設(shè)各線段的長(zhǎng)度可以用、表示，那么玻璃的折射率可表示為_圖6答案解析由折射定律有n.三、其他形狀玻璃磚

8、求折射率例52019寧波諾丁漢大學(xué)附中高二下學(xué)期期末在“用插針法測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚的ab邊與ab邊互相平行，aa邊與bb邊不平行，某同學(xué)在白紙上仔細(xì)畫出了玻璃磚的兩條邊線aa與bb，如圖7所示圖71實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在玻璃磚的一側(cè)插兩枚大頭針P1和P2以確定入射光線AO，接著，眼睛應(yīng)在玻璃磚的_填“同一側(cè)或“另一側(cè)觀察所插的兩枚大頭針P1和P2，同時(shí)通過插第三、第四枚大頭針來確定從玻璃磚射出的光線2實(shí)驗(yàn)中是否要求四枚大頭針的針帽在同一視線上？_填“是或“否3以下操作可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的是_填字母代號(hào)A適當(dāng)增大大頭針P1、P2的間距B選擇玻璃磚互相平行的ab、ab邊來測(cè)量C選用盡可能細(xì)的筆畫線

9、D使AO的入射角接近于90答案1另一側(cè)2否3AC解析1實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在玻璃磚的一側(cè)插兩枚大頭針P1和P2以確定入射光線AO；接著，眼睛在玻璃磚的另一側(cè)觀察所插的兩枚大頭針P1和P2，同時(shí)通過插第三、第四枚大頭針來確定從玻璃磚射出的光線；2實(shí)驗(yàn)中要求四枚大頭針的針尖在同一視線上，而不是針帽3大頭針P1和P2及P3和P4之間的間隔 適當(dāng)大些時(shí)，角度的測(cè)量誤差會(huì)小些，故A正確；用插針法測(cè)定玻璃磚折射率時(shí)，玻璃磚上、下外表不一定要平行，故B錯(cuò)誤；為了準(zhǔn)確確定入射光線和折射光線，選用盡可能細(xì)的筆畫線，故C正確；為了減小測(cè)量的相對(duì)誤差，選擇的入射角應(yīng)適當(dāng)，不宜過小也不宜過大，故D錯(cuò)誤1實(shí)驗(yàn)原理與操作2019杭

10、州二中高三仿真在測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)一塊兩面平行的玻璃磚，用插針法找出與入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線，如今甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別做出如圖8所示的四組插針結(jié)果圖81從圖看，肯定把大頭針插錯(cuò)了的同學(xué)是_2從圖上看，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的同學(xué)是_答案1甲、乙2丁2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理2019金華一中高二上學(xué)期第二次段考在“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9所示圖91請(qǐng)?jiān)趫D10中畫出完好的光路圖圖102對(duì)你畫出的光路圖進(jìn)展測(cè)量和計(jì)算，求得該玻璃磚的折射率n_保存3位有效數(shù)字3為了觀測(cè)光在玻璃磚不同外表的折射現(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11所示圖中

11、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圖11答案1如下圖21.53說明：0.03范圍內(nèi)都可3A解析1分別連接玻璃磚兩側(cè)的大頭針?biāo)诘狞c(diǎn)并延長(zhǎng)，與玻璃磚兩平行邊分別相交，標(biāo)出傳播方向，然后連接玻璃磚邊界的兩交點(diǎn)，即為光線在玻璃磚中的傳播線路光路圖如下圖2設(shè)方格紙上正方形的邊長(zhǎng)為1，光線的入射角為1，折射角為2，那么sin 10.798，sin 20.521，所以該玻璃磚的折射率n1.53.3由題圖可知，光線P1P2入射到玻璃磚上時(shí)，相當(dāng)于光線射到了一個(gè)三棱鏡上，因此出射光線將向底邊偏折，所以出射光線過P3和A.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理2019金華十校高三第一學(xué)期質(zhì)檢如圖12所示，某同學(xué)做“測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)時(shí)，完成光路圖后，由于沒有量角器，借助圓規(guī)以O(shè)為圓心畫圓，該圓交入射光線于A點(diǎn)，交OO連線延長(zhǎng)線于C點(diǎn)分別過A點(diǎn)、C點(diǎn)作法線NN的垂線AB、CD交NN于B點(diǎn)、D點(diǎn)