高中物理 第4章 實(shí)驗(yàn)測定玻璃的折射率精品課件 魯科選修34

1、2021/8/11 星期三1實(shí)驗(yàn)測定玻璃的折射率2021/8/11 星期三2核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)測定玻璃的折射率2021/8/11 星期三3課前自主學(xué)案2021/8/11 星期三4三、實(shí)驗(yàn)器材玻璃磚、白紙三張、木板、大頭針?biāo)拿?、圖釘四枚、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆四、實(shí)驗(yàn)步驟1如圖4221所示，將白紙用圖釘釘在平木板上圖42212021/8/11 星期三52在白紙上畫出一條直線aa作為界面(線)，過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把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一邊bb.4在直線AO上豎直插上兩枚

2、大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置2021/8/11 星期三65移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線OB與bb交于O，直線OB就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向6連接OO，入射角iAON，折射角rOON，用量角器量出入射角和折射角，從三角函數(shù)表中查出它們的正弦值，把這些數(shù)據(jù)記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中7用上述方法分別求出入射角分別為30、45、60時(shí)的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中2021/8/1

3、1 星期三72021/8/11 星期三8核心要點(diǎn)突破一、注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng)2用手拿玻璃磚時(shí)，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學(xué)面，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子畫玻璃磚的另一邊bb.3大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)的兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一些，以減少確定光路方向時(shí)造成的誤差2021/8/11 星期三94實(shí)驗(yàn)時(shí)，入射角i不宜過小，否則會(huì)增大測量角度的誤差；入射角也不宜過大，因入射角太大時(shí)，折射光線太弱5為減小實(shí)驗(yàn)誤差，要改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)，所以應(yīng)將每次實(shí)驗(yàn)所得的插孔進(jìn)行編號(hào)，以免造成混亂6玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬

4、度太小，則測量誤差較大2021/8/11 星期三10二、數(shù)據(jù)處理1處理方法一：在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OO(或OO的延長線)交于D點(diǎn)，過C、D兩點(diǎn)分別向NN作垂線，分別交NN于C、D，用直尺量出CC和DD的長，如圖4122甲所示圖41222021/8/11 星期三112021/8/11 星期三122021/8/11 星期三13三、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，玻璃磚應(yīng)寬一些2入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量的相對(duì)誤差2021/8/11 星

5、期三14課堂互動(dòng)講練類型一“插針法”的基本應(yīng)用 某同學(xué)用插針法測定玻璃磚的折射率，他的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟正確無誤，但他處理實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個(gè)光學(xué)面aa與bb不平行，如圖4123所示，則()例1圖41232021/8/11 星期三15A入射光線與出射光線平行B入射光線與出射光線不平行C他測出的折射率偏大D他測出的折射率偏小2021/8/11 星期三16圖41242021/8/11 星期三17若aa與bb平行，則i，因此r，此時(shí)入射光線AO與出射光線OB平行若aa與bb不平行，則i，因此r.此時(shí)入射光線AO與出射光線OB不平行B正確在具體測定折射率時(shí)，要求實(shí)驗(yàn)方法、光路均準(zhǔn)確無誤，折射率的

6、測量值應(yīng)不受aa與bb是否平行的影響【答案】B2021/8/11 星期三18變式訓(xùn)練1用三棱鏡做測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖4125所示圖41252021/8/11 星期三19(1)在題圖上畫出所需的光路(2)為了測出棱鏡玻璃的折射率，需要測量的量是_、_，在圖上標(biāo)出它們(3)計(jì)算折射率的公式是n_.2021/8/11 星期三20解析：(1)如圖所示畫

7、出通過P1、P2的入射光線交AC面于O，畫出通過P3、P4的出射光線交AB面于O，則光線OO就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線(2)在所畫的圖上，標(biāo)明入射角i和折射角r，并畫出虛線部分用量角器測量出i和r或用刻度尺測出線段EF、OE、GH、OG的長度2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22 在利用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中：(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa和bb后，不小心碰了玻璃磚使它向aa方向平移了少許，如圖4126甲所示則他測出的折射率將_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)；類型二實(shí)驗(yàn)誤差分析例2圖41262021/8/11 星期三23(2)乙同

8、學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面aa、bb的間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖乙所示，則他測得的折射率_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)2021/8/11 星期三24【精講精析】 (1)測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是找出入射光線在玻璃磚中的折射光線，從而找出折射角現(xiàn)在將其光路圖作出后，進(jìn)行比較，看一看玻璃磚向上平移是否影響到折射角大小的變化如圖4127所示，由圖可知，圖41272021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26故不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以測得的折射率不變(2)如圖4128所示，乙同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后，測得的入射角不受影響，但測得的折射角比真實(shí)的折射角偏大，因此測得的折射率偏小圖4128【答案】(1)不變(2)偏小2021/8/11 星期三27變式訓(xùn)練2(2020年高考福建卷)某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖4