2023版高考物理一輪總復習專題12機械振動光學實驗13測定玻璃的折射率課件

實驗十三測定玻璃的折射率必備知識·深悟固基2．實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器(或圓規(guī))、三角板、鉛筆．3．實驗步驟(1)如圖乙所示，把白紙鋪在木板上．(2)在白紙上畫一直線aa′作為界面，過aa′上的一點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，并使其長邊與aa′重合，再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb′.(4)在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.(5)從玻璃磚bb′一側透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋?。僭赽b′一側插上兩枚大頭針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的同時分別記下它們的位置，過P3、P4作直線O′B交bb′于O′.連接O和O′、OO′就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向．∠AON為入射角，∠O′ON′為折射角．(7)改變?nèi)肷浣?，重復實驗?．注意事項(1)實驗時，應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θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．若太大：反射光較強，出射光較弱．若太?。喝肷浣?、折射角測量的相對誤差較大．關鍵能力·突破要點命題實驗原理與操作3．實驗時，要準確地找到入射角和折射角，并能通過角度的測量或者長度的測量得到入射角或者折射角的正弦值．4．玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結果越準確．故應選用寬度大的玻璃磚來測量．例題

(2021年全國卷Ⅱ)用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率．實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路，C、D兩個大頭針確定出射光路，O和O′分別是入射點和出射點，如圖甲所示．測得玻璃磚厚度為h＝15.0mm，A到過O點的法線OM的距離AM＝10.0mm，M到玻璃磚的距離MO＝20.0mm，O′到OM

的距離為s＝5.0mm.甲(1)求玻璃磚的折射率；(2)用另一塊材料相同，但上、下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗，玻璃磚的截面如圖乙所示．光從上表面入射，入射角從0逐漸增大，達到45°時，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失．求此玻璃磚上、下表面的夾角．乙變式(1)幾位同學做“用插針法測定玻璃折射率”實驗，圖示直線aa′、bb′表示在白紙上畫出的玻璃磚的兩個界面．幾位同學進行了如下操作：A．甲同學選定的玻璃磚兩個光學面aa′與bb′不平行，其他操作正確B．乙同學在白紙上正確畫出平行玻璃磚的兩個界面aa′和bb′后，將玻璃磚向aa′方向平移了少許，其他操作正確C．丙同學在白紙上畫aa′、bb′兩界面時，其間距比平行玻璃磚兩光學面的間距稍微大些，其他操作正確上述幾位同學的操作，對玻璃折射率的測定結果沒有影響的是____________(填選項前的字母)．(2)在用插針法測玻璃磚折射率的實驗中，已確定好入射方向AO，插了兩枚大頭針P1和P2，如圖所示(①②③是三條直線)．在以下的操作說法中你認為正確的是______(填選項前的字母)．A．在bb′側調(diào)整觀察視線，另外兩枚大頭針P3和P4可能插在③線上B．保持O點不動，減小入射角，在bb′側調(diào)整觀察視線，另兩枚大頭針P3和P4可能插在①線上C．保持O點不動，增大入射角，在bb′側調(diào)整觀察視線，看不清P1和P2的像，這可能是光在bb′側面發(fā)生全反射【答案】(1)AB

(2)B【解析】(1)甲同學選定的玻璃磚兩個光學面aa′和bb′不平行，不會影響入射角和折射角的確定；乙同學將玻璃磚向aa′方向平移了少許，直線aa′、bb′之間的距離仍然等于玻璃磚的厚度，入射角和折射角的大小不變，丙同學在白紙上畫的aa′和bb′間距比平行玻璃磚兩光學面的間距稍微大些，使畫出的入射點向左移，出射點向右移，所畫的折射角比實際值大，算得的折射率將偏?。?2)由折射定律得知，光線通過平行玻璃磚后向一側發(fā)生側移，由于光線在上表面折射時，折射角小于入射角，則出射光線向②一側偏移，如圖所示，故另兩枚大頭針P3和P4不可能插在③線上，故A錯誤；若保持O點不動，減小入射角，折射角也減小，另外兩枚大頭針P3和P4可能插在①線上