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1、实验十八测定玻璃的折射率第一关：基础关展望高考基础知识（一）实验目的：测定玻璃的折射率（二）实验原理：如图所示，要确定通过玻璃的折射光线，是通过插针法找出跟入射光线OA对应的出射光线O′B，就能求出折射光线OO′和折射角r.再根据折射定律就可计算出玻璃的折射率n=（三）实验器材：玻璃砖；白纸；木板；大头钉；图钉；三角板；量角器；铅笔（四）实验步骤：（1）把白纸用图钉钉在木板上.（2）在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′.（3）把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的
2、一个长边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′.（4）在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.（5）在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3时，用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住P1和P2的像.（6）同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4时，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像.（7）记下P3，P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′10点，连结OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向.入射角i=∠AON，折射角r=∠O′ON′.（8）用量角器量出入射角i和折射角
3、r的度数（9）从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里.（10）用上面的方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里.（11）算出不同入射角时的值.比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中测的的平均值，就是玻璃的折射率.第二关：技法关解读高考解题技法一、实验注意事项技法讲解1.插针P1与P2,P3与P4的间距要适当地大些,不要靠得太近,选择玻璃砖时其宽度宜大些,这样可减小确定光路方向时出现的误差,提高测量的准确度.
4、另外,插针要竖直.2.入射角不能太小(接近零度),也不能太大(接近90°),最好选在30°到60°之间,因为入射角太小时,折射角就更小,测量的相对误差增大,而入射角太大时,导致反射光太强,折射光太弱,不易观察,很难确定P3,P4的位置.3.如果插针P1,P2的入射光线的折射光线射向玻璃砖右侧,且入射角又大于某一数值,会出现隔着玻璃砖沿P2,P1的方向观察不到P1,P2两插针的情况,此时的光路图如图所示,遇到这种情况,可将玻璃砖沿aa′界面向右平移.典例剖析例1在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①将
5、记录光路的白纸铺放在平木板上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；④在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i分别为0°,30°,45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r;⑥按公式分别计算10，取三个值的算术平均值.以上步骤中有错误或不妥之处的是_____________；应改正为____________
6、_________.解析：在本题中步骤③操作不当，不应该用玻璃砖代替直尺画两界面aa′,bb′，这样很容易破坏光学面.步骤④中入射角不应该取0°，这样无法确定折射角.步骤⑤中，观察时应着重看大头针的针脚部分不应看针帽部分是否在同一直线上.答案：③④⑤③应用直尺画aa′,④入射角不应为0°，⑤应看针脚是否在同一直线上二、处理数据的方法技法讲解此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,找出入射角和折射角的正弦值,再代入n=中求出玻璃的折射率.除运用此法之外,还可运用以下处理数据的方法.(1)平均值法:在找到入射光线和
7、折射光线以后,以入射点O为圆点,以任意长为半径画图,分别与AO交于C点,与OO′(或OO′的延长线)交于D点,过C,D两点分别向NN′作垂线,交NN′于C′,D′,用直尺量出CC′和DD′的长,如图所示,由于sinα=,sinβ=,而CO=DO,所以折射率n==.重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求出平均值即为玻璃砖折射率的测量值.(2)图象法:根据折射定律可得:n=.因此有：sinθ2=sinθ1.可利用sinθ2-sinθ1图象处理数据：如图所示，可得到一条过原点的直线，求解图线的斜率，设斜率为k,则k=，故
8、玻璃的折射率n=.10如果没有两面平行的玻璃砖使用三棱镜,半圆形玻璃砖等,也能测出这些形状玻璃的折射率.仍然采用插针法,以三棱镜为例,可以按如图所示确定入射光线AO,出射光线O′B,则OO′为折射光线,用量角器量出θ1,θ2,即可求出折射率n=.典例剖析例2某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为
