实验 热学光学实验

《实验 热学光学实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、测定玻璃的折射率【本讲释义】本讲应用插针法测定玻璃的折射率，本实验在模拟试题中出现频率较高，高考中出现过，值得重视。希望能帮到大家！【实验原理】实验中如果能够找到对应入射光线的折射光线，测定入射角i和对应的折射角r，则根据折射定律就可以求出折射率n=sini/sinr。本节学习插针法测定玻璃的折射率，它是一种常用的测定折射率的方法，利用此方法也可以测定其它形状的介质的折射率。【实验步骤】如图所示，实验操作步骤如下：①将白纸铺在木板上用图钉固定，在纸上画一直线aa´，作为界面，画一条直线AO作为入射光路，过O点作界面的法线。②把长方形玻璃砖放在白纸上，使

2、它的一条长边与aa´对齐，并画出另一长边的界面bb´。③在入射光路AO上竖直插上两枚大头针P1、P2。在玻璃砖的另一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整视线，使P2挡住P1，再在这一侧插上大头针P3，使P3能同时挡住P1、P2的像，再在P3的同一侧适当位置插上大头针P4，使P4能同时挡住P3和P1、P2的像。④记下P1、P2、P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O´B交界面bb´于O´。连接OO´，用量角器量出入射角i1和折射角r1，将i1、r1和sini1和sinr1的值记入自己设计的表格中。⑤重复步骤3、4，分别求出入射角为15

3、o、30o，45o、60o和75o时的折射角，及相应的正弦值。⑥用折射定律计算出不同入射角时的sini/sinr的值，求出它们的平均值就是玻璃的折射率。【注意事项】1．用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bbʹ.2．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．3．大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差．4．实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bbʹ一侧将看不到P1、P2的像．5．由于要多次

4、改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一编号，以免混乱．6．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大.【误差剖析】1．入射光线和折射光线确定的不准确性．2．测量入射角和折射角时的误差．AP1【例题分析】P2例1.如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸ONaa'平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定α玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖bb'OʹP3β直地插上P1、P2两枚大头针。P4NʹB①该同学接下来要完成的必要步骤有图1A．插上大头针P3

5、，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像②过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′。测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=。aaʹ③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值bbʹ准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。图2例2.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。实验的主要过程如下：yAa．把白纸用图钉钉在木板上，在

6、白纸上作出直角坐P1BP2标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线。Mb．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合。aOa′xP3c．用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃C砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播。d．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。e．在坐标系的y<0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住观察P1和P2的视线。f．移开玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B

7、，与OP3连线的交点为C。确定出B点到x轴、y轴的距离分别为y1、x1、，C点到x轴、y轴的距离分别为y2、x2。①根据上述所确定出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为n=。②若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2，其原因可能是：。例3.在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率。实验步骤如下：1、将木板水平放置，把一张白纸用图钉固定在木板上；2、在白纸上画出一条直线aa′作为入射界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并

8、画一条线段AO作为入射光线；3、把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的