高考物理人教山東一輪復(fù)習(xí)匯總實(shí)驗(yàn)測(cè)定玻璃的折射率講解省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

試驗(yàn)18測(cè)定玻璃折射率第1頁(yè)一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)測(cè)定玻璃折射率。二、試驗(yàn)原理如圖所表示,經(jīng)過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO1對(duì)應(yīng)出射光線O2B,從而找出折射光線O1O2和折射角θ2,再依據(jù)n=求出玻璃折射率。第2頁(yè)2三、試驗(yàn)器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、刻度尺、鉛筆。四、試驗(yàn)步驟1.如圖所表示,把白紙鋪在木板上。第3頁(yè)32.在白紙上畫(huà)一直線aa'作為界面,過(guò)aa'上一點(diǎn)O畫(huà)出界面法線NN',并畫(huà)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,再用刻度尺畫(huà)出玻璃磚另一邊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(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2像,調(diào)整視線方向直到P1像被P2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像,P4能擋住P3本身及P1、P2像。6.移去玻璃磚,在拔掉P1、P2、P3、P4同時(shí)分別記下它們位置,過(guò)P3、P4作直線O'B交bb'于O'。連接O、O',OO'就是玻璃磚內(nèi)折射光線方向?！螦ON為入射角,∠O'ON'為折射角。7.改變?nèi)肷浣?重復(fù)試驗(yàn)。第4頁(yè)4五、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不一樣入射角時(shí),并取平均值。2.作sinθ1-sinθ2圖象改變不一樣入射角θ1,測(cè)出不一樣折射角θ2,作sinθ1-sinθ2圖象,由n=可知圖象應(yīng)為直線,如圖所表示,其斜率為玻璃折射率。第5頁(yè)53.輔助線段法利用刻度尺作輔助線,測(cè)出輔助線長(zhǎng)度大小,求玻璃折射率。第6頁(yè)64.單位圓法

第7頁(yè)7六、誤差分析1.入射光線、出射光線確定準(zhǔn)確性造成誤差,故在入射側(cè)和出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些。2.入射角和折射角測(cè)量造成誤差。入射角應(yīng)適當(dāng)大一些,能夠減小測(cè)量相對(duì)誤差。第8頁(yè)8七、注意事項(xiàng)1.試驗(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θ1不宜太大(靠近90°),也不宜太小(靠近0°)。當(dāng)θ1太大時(shí),反射光較強(qiáng),出射光較弱;當(dāng)θ1太小時(shí),入射角、折射角測(cè)量相對(duì)誤差較大。3.操作時(shí),手不能觸摸玻璃磚光潔光學(xué)面,更不能把玻璃磚界面看成尺子畫(huà)界限。4.試驗(yàn)過(guò)程中,玻璃磚與白紙相對(duì)位置不能改變。5.玻璃磚應(yīng)選取寬度較大,宜在5cm以上,若寬度太小,則測(cè)量誤差較大。第9頁(yè)9典例(·福建龍巖期中)在測(cè)定玻璃折射率試驗(yàn)中:(1)某同學(xué)試驗(yàn)插針步驟以下(2)以經(jīng)過(guò)P1、P2直線與玻璃磚交點(diǎn)O為圓心,以某一適當(dāng)長(zhǎng)度R為半徑畫(huà)圓,與OA交于A,與OO'延長(zhǎng)線交于C,如圖所表示,過(guò)A、C分別作玻璃磚界面法線MN垂線,圖中B、D分別為垂足,用刻度尺量得AB=45mm,CD=30mm,則玻璃磚折射率為

。

A.在表示入射光線AO上插上大頭針P1、P2;B.經(jīng)過(guò)玻璃磚觀察P2、P1,調(diào)整視線,直到P1像被P2像擋住;C.再觀察一側(cè)插上大頭針P3、P4,記下P3、P4位置。這位同學(xué)在操作中有什么主要疏漏?

第10頁(yè)10(3)在測(cè)定玻璃折射率試驗(yàn)中,對(duì)一塊兩面平行玻璃磚,用“插針?lè)ā闭页雠c入射光線對(duì)應(yīng)出射光線,現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別做出如圖所表示四組插針結(jié)果。①?gòu)膱D上看,必定把針插錯(cuò)了同學(xué)是

。

②從圖上看,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度最高同學(xué)是

。

第11頁(yè)11答案:(1)插針時(shí)應(yīng)使P3擋住P1和P2像,P4擋住P1、P2、P3像

(2)1.5

(3)丙

丁解析:(1)這位同學(xué)在操作中主要疏漏是:插針時(shí)應(yīng)使P3擋住P1和P2像,P4擋住P1、P2、P3像。第12頁(yè)12(3)①作出光路圖如圖所表示,可知丙圖出射光線與入射光線在同一直線上,必定把針插錯(cuò)了。②入射角和折射角較大,角度測(cè)量相對(duì)誤差較小,計(jì)算出折射率準(zhǔn)確度高,從圖上看,測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度最高同學(xué)是丁。第13頁(yè)131.(·福建廈門(mén))某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃折射率,所用玻璃磚兩面平行。正確操作后,作出光路圖及測(cè)出相關(guān)角度如圖所表示。(1)此玻璃折射率計(jì)算式為n=

(用圖中θ1、θ2表示)。

(2)假如有幾塊寬度大小不一樣平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應(yīng)選取寬度

(選填“大”或“小”)玻璃磚來(lái)測(cè)量。

第14頁(yè)14解析:(1)光線由空氣射入玻璃入射角i=90°-θ1,折射角γ=90°-θ2,磚對(duì)光線影響可知,玻璃磚寬度越大,側(cè)移量越大,折射角測(cè)量誤差越小。第15頁(yè)152.(·上海長(zhǎng)寧模擬)某同學(xué)為了測(cè)量截面為正三角形玻璃三棱鏡折射率,先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡左側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡右側(cè)觀察到P1和P2像,當(dāng)P1像恰好被P2像擋住時(shí),插上大頭針P3和P4,使P3擋住P1、P2像,P4也擋住P1、P2像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所表示。第16頁(yè)16(1)在圖上畫(huà)出對(duì)應(yīng)光路。(2)為了測(cè)出三棱鏡玻璃材料折射率,若以AB為分界面,需要測(cè)量量是

,在圖上標(biāo)出它們。

(3)三棱鏡玻璃材料折射率計(jì)算公式是n=

。

(4)若在描繪三棱鏡輪廓過(guò)程中,放置三棱鏡位置發(fā)生了微小平移(移至圖中虛線位置,底邊仍重合),若仍以AB為分界面,則三棱鏡玻璃材料折射率測(cè)量值

真實(shí)值(選填“大于”“小于”或“等于”)。

第17頁(yè)17解析:(1)光路圖如圖所表示。(2)若以AB為分界面,需要測(cè)量量為入射角θ1、折射角θ2。(3)該三棱鏡玻璃材料折射率計(jì)算公式為(4)若在描繪三棱鏡輪廓過(guò)程中,放置三棱鏡位置發(fā)生了微小平移,仍以AB為分界面,將入射光線與AB交點(diǎn)和出射光線與BC交點(diǎn)連接起來(lái),從而可知該連接線發(fā)生偏轉(zhuǎn),造成折射角變小,所以測(cè)量值比真實(shí)值大。第18頁(yè)183.(·內(nèi)蒙古松山月考)某同學(xué)用圓柱形玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率試驗(yàn),先在白紙上放好圓柱形玻璃磚,在玻璃磚一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在圓柱形玻璃磚另一側(cè)觀察,調(diào)整視線使P1像被P2像擋住,接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2像,使P4擋住P3和P1、P2像,在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓柱形玻璃磚邊界如圖甲所表示。第19頁(yè)19(1)在圖上畫(huà)出所需光路。(2)為了測(cè)量出玻璃磚折射率,需要測(cè)量物理量有

(要求在圖上標(biāo)出)。

(3)寫(xiě)出計(jì)算折射率公式n=

。

(4)如圖乙所表示,將刻度尺直立在裝滿(mǎn)某種