實(shí)驗(yàn) 測量玻璃的折射率 教案

實(shí)驗(yàn)測量玻璃的折射率平頂山市第一中學(xué)物理組黃文峰一、實(shí)驗(yàn)原理與操作測量玻璃的折射率如圖所示，用插針法確定入射角和折射角，根據(jù)n＝計(jì)算玻璃折射率。兩側(cè)面平行的玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器、刻度尺、鉛筆。1．把白紙用圖釘釘在木板上。2．用刻度尺在紙面上作一條直線aa′，過aa′上一點(diǎn)O作垂直于aa′的線段NN′，再過O點(diǎn)作一條線段AO，并使∠NOA即θ1適當(dāng)大些。3．在AO線上豎直地插兩枚大頭針P1、P2，并使間距適當(dāng)大些，在白紙上沿直線aa′放上被測玻璃磚。4．沿玻璃磚的另一個(gè)側(cè)面再作一條直線bb′。5．在玻璃磚的bb′一側(cè)白紙上豎直地插一枚大頭針P3，使P3恰好能同時(shí)擋住aa′一側(cè)所插的大頭針P2、P1的像。接著，在玻璃磚的bb′一側(cè)再豎直地插一枚大頭針P4，使P4能擋住P3本身以及P1、P2的像。6．標(biāo)記下P1、P2、P3、P4的位置，移去玻璃磚，拔去大頭針，過P3、P4作一條直線O′B，交bb′于O′點(diǎn)，連接OO′就是入射光線AO在玻璃磚內(nèi)的折射光線，折射角為θ2。7．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小，記入表格內(nèi)。8．用上述方法分別測出入射角是15°、30°、45°、60°和75°時(shí)的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記入表格里。算出各不同入射角時(shí)的值，求出它們的平均值，就是這塊玻璃的折射率。二、數(shù)據(jù)處理求折射率的幾種方法計(jì)算法：用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，算出不同入射角時(shí)對應(yīng)的，并取平均值。2．圖像法：多次改變?nèi)肷浣铅?，測出對應(yīng)的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2圖像，由折射率公式可知圖像應(yīng)為一條過原點(diǎn)的直線，如圖所示，其斜率就是玻璃的折射率。輔助線段法：利用直尺作輔助線，測出輔助線的長度，求玻璃的折射率。如圖所示，作輔助線AB垂直于OB，量出AB、AO，作輔助線CD垂直于OD，量出CD、CO，則sinθ1＝ABAO，sinθ2＝CDCO，即可求出：n＝sin“單位圓法”：以入射點(diǎn)O為圓心，以適當(dāng)長度R為半徑畫圓，交入射光線OA于E點(diǎn)，交折射光線OO′于E′點(diǎn)，過E作NN′的垂線EH交NN′于H點(diǎn)，過E′作NN′的垂線E′H′交NN′于H′點(diǎn)。如圖所示，只要用刻度尺量出EH、E′N′的長度就可以求出n=EH三、注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將大頭針盡可能豎直地插在紙板上，并且使P1與P2之間、P3與P4之間距離適當(dāng)大一些，這樣可以減小確定光路方向時(shí)出現(xiàn)的誤差。2．入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，太大會導(dǎo)致反射光太強(qiáng)、折射光太弱，不易確定P3、P4的位置。3．在操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚當(dāng)尺子畫界線。4．在實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。三、拓展試驗(yàn)1.用激光測側(cè)玻璃的折射率用分光鏡直接把激光的點(diǎn)光