【物理】測(cè)量玻璃磚的折射 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

第四章

光4.1.2實(shí)驗(yàn)：測(cè)玻璃的折射率

人教版（2019）如何測(cè)定玻璃磚的折射率？導(dǎo)入新課ABOO?iri插針?lè)?/p>

EE’N’NG1G2G3G41．畫(huà)EE′；再畫(huà)AB；然后畫(huà)NN′。2．直尺緊靠玻璃磚，取下玻璃磚，畫(huà)FF′BACD3．插G1、G2，放回玻璃磚，觀察G1、G2的像，調(diào)整視線方向，直到G2擋住G1。4．用G3擋住G1和G2，插G3；用G4擋住G3、G1、G2，插G4。5．移去大頭針和玻璃磚，畫(huà)直線CD，連BC。FF’一、實(shí)驗(yàn)思路思考：測(cè)定玻璃磚的折射率，怎樣簡(jiǎn)便地確定與入射光AO線對(duì)應(yīng)的折射光線呢？1.計(jì)算法

改變?nèi)肷浣莍，測(cè)出相應(yīng)的折射角r，作sini-sinr圖象。如圖，圖象為直線，其斜率等于玻璃的折射率。sinisinr0aa?P1P2P3P4ABOO?irNN?2.作sini-sinr圖象算出不同入射角時(shí)的

，并取平均值。

用量角器測(cè)量入射角i和折射角r，并查出其正弦值sini和sinr。二、物理量測(cè)量與數(shù)據(jù)分析3.單位圓法

iABOO?raa?EFDC三、實(shí)驗(yàn)操作平均值法算出不同入射角時(shí)的比值

，最后求出在幾次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)的

平均值，即為玻璃磚的折射率。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理圖象法以sinθ1值為橫坐標(biāo)、以sinθ2值為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，如圖所示。描數(shù)據(jù)點(diǎn)，過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)連線得一條過(guò)原點(diǎn)的直線。求解圖線斜率為k故玻璃磚折射率：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理單位圓法

iABOO?raa?EFDC五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能將大頭針豎直插在紙上，兩大頭針間距、大頭針和磚塊的間距應(yīng)適當(dāng)大一些入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，但入射角不宜太大，也不宜太小。玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上。在操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線。六、誤差分析（1）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)玻璃磚和平行線發(fā)生了平移，對(duì)最后的結(jié)果有無(wú)影響？真實(shí)光路誤差光路無(wú)影響折射角不變誤差分析（2）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)平行線畫(huà)得比玻璃磚寬，對(duì)最后的結(jié)果有無(wú)影響？真實(shí)光路誤差光路得到折射率偏小折射角偏大反之，偏小1.測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“＋”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4。(1)在插P3和P4時(shí)，應(yīng)使________(選填選項(xiàng)前的字母).A.P3只擋住P1的像B.P4只擋住P3C.P3同時(shí)擋住P1、P2的像D.P4擋住P3及P1、P2的像(2)按(1)中的做法確定大頭針P3和P4的位置，請(qǐng)將光路圖補(bǔ)充完整，并在圖中標(biāo)出需要測(cè)量的量，則玻璃磚的折射率可表示為n＝______。(用圖中標(biāo)出的測(cè)量量表示)CD課堂評(píng)價(jià)ir2.在測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中:(1)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)插針的步驟如下A.在表示入射光線的AO上插上大頭針P1、P2；B.通過(guò)玻璃磚觀察P2、P1，調(diào)整視線，直到P1的像被P2的像擋?。籆.在觀察的一側(cè)插上大頭針P3、P4，記下P3、P4的位置。

這位同學(xué)在操作中有什么重要疏漏?_______________________________________________(2)以通過(guò)P1、P2的直線與玻璃磚的交點(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'的延長(zhǎng)線交于C，如圖所示，過(guò)A、C分別作玻璃磚界面的法線MN的垂線，圖中B、D分別為垂足，用刻度尺量得AB=45mm，CD=30mm，則玻璃磚的折射率為

。

插針時(shí)應(yīng)使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3及P1、P2、的像。1.5(3)用“插針?lè)ā闭页雠c入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線，現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別做出如圖所示的四組插針結(jié)果。

①?gòu)膱D上看，肯定把針插錯(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

。

丁甲、乙3.如圖所示，我國(guó)航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以形成一個(gè)同心球形氣泡。假設(shè)液體球與氣泡半徑之比為5：2，當(dāng)細(xì)光束以37°的入射角射入液體球中，折射光線剛好與氣泡內(nèi)壁相切，sin3