科學測量玻璃的折射率課件高二上學期物理選擇性

第四章

光的折射和全反射第2節(jié)科學測量：玻璃的折射率真的是鉆石嗎？材料的折射率是光學材料的重要指標。例如，在制造汽車擋風玻璃時，對折射率和形狀都有十分嚴格的要求;在鉆石鑒定過程中，常常根據折射率的大小來判斷鉆石的真?zhèn)?。根據折射定律可以測量玻璃的折射率。汽車擋風玻璃1.會測量玻璃等材料的折射率。2.知道用插針法確定光路圖。3.能正確處理實驗數據，知道實驗的注意事項，會進行實驗的誤差分析。實驗測量玻璃的折射率長方形玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆。

1.實驗原理2.實驗器材3.實驗步驟（1）鋪紙（將白紙用圖釘固定在木板上）；（2）在白紙上畫一條線a作為界面，過a上的一點O（作為入射點）畫法線NN′，并畫AO作為入射光線；（3）把玻璃磚放在白紙上，使它的一邊與a對齊（確保O為實際入射點），確定玻璃磚的另一界面a′（確保出射點準確）；（4）在直線AO上豎直插大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調整視線讓P2擋住P1的像。再在另一側豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3、P2、P1的像，記下P3、P4位置；（5）移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線DC與a′交于O′（作為實際出射點），直線O′D代表沿AO方向的入射光通過玻璃磚后的傳播方向；（6）連接OO′，入射角

1=∠AON

，折射角

2＝∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出對應的正弦值，記錄在表格中；（7）用上述方法求出入射角分別為300、450、600時的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中；（8）算出不同入射角時的入射角與折射角的正弦比值，最后求出幾次實驗的平均值為折射率。

（2）圖象法4.數據處理（1）平均值法

（3）作圖法（1）實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點之間，P3與P4之間，P3與O′點之間距離要稍大一些。（2）入射角θ1應適當大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小。（3）在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線。（4）在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。（5）玻璃磚應選用寬度較大的，宜在5cm以上。若寬度太小，則測量誤差較大。5.注意事項（1）入射光線和出射光線確定得不夠精確，因此要求插大頭針時，兩大頭針間距應適當大一些。（2）入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應適當大些，以減小測量的相對誤差。6.誤差分析1.在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，其實驗光路圖如圖所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法正確的是（）A．若P1、P2的距離較大時，通過玻璃磚會看不到P1、P2的像B．實驗中為方便操作可用玻璃磚代替尺子畫線。C．為了減小作圖誤差，P3和P4的距離應適當大一些D．為減小測量誤差，P1、P2連線與玻璃磚界面法線的夾角越大越好C2.如圖所示，在做“測量玻璃的折射率”實驗時，先在白紙上放好一塊兩面平行的玻璃磚，描出玻璃磚的兩個邊MN和PQ，在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針P1和P2，然后在另一側透過玻璃磚觀察，再插上大頭針P3、P4，然后做出光路圖，根據光路圖計算得出玻璃的折射率。關于此實驗，下列說法中正確的是（）A.大頭針P4

須擋住P3及P1、P2的像B.入射角越大，折射率的測量越準確C.利用量角器量出i1、i2，不可求出玻璃磚的折射率D.如果誤將玻璃磚的邊PQ畫到P′Q′，折射率的測量值將偏大A3.某同學由于沒有量角器,他在完成了光路圖后,以O點為圓心,10cm為半徑畫圓,分別交線段OA于A點,交線段OO'的延長線于C點,過A點作法線NN'的垂線AB交NN'于B點,過C點作法線NN'的垂線CD交NN'于D點,如圖所示。用刻度尺量得OB=8cm,CD=4cm,由此可得出玻璃的折射率n=

。

1.54.在利用插針法測量玻璃折射率的實驗中:(1)甲同學在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa'和bb'后,不小心碰了玻璃磚使它向aa'方向平移了少許,如圖甲所示。則他測出的折射率將

(選填“偏大”“偏小”或“不變”);

(2)乙同學在畫界