2013版高中物理全程复习方略配套课件(鲁科版·福建)：实验十三测定玻璃的折射率.ppt

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1、实验十三测定玻璃的折射率1.掌握光发生折射时入射角和折射角的确定方法.2.测定玻璃的折射率的原理与方法.本实验是利用“插针法”确定光路.找出在介质中折射光线和折射角，再根据n=算出玻璃的折射率，此法也适用于其他形状的介质的折射率的测定.一块两面平行的玻璃砖、白纸、木板、图钉、大头针、量角器(或圆规、三角板)、刻度尺.一、实验步骤1.固定白纸：用图钉将白纸平整地固定在方木板上.2.画界面、作法线(1)在白纸上画一直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线

2、，如图所示.(2)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa′重合，找出与bb′重合的两点，先拿掉玻璃砖，再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb′，再放上玻璃砖，使其两边分别与aa′和bb′重合.3.用插针法确定折射光(1)在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.(2)从玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住.再在bb′一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身.(3)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3

3、、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O′B交bb′于O′；连接O、O′，OO′就是玻璃砖内折射光线的方向；∠AON为入射角，∠O′ON′为折射角.(4)用上述方法分别作出入射角是30°、45°、60°时对应的折射角.二、实验数据记录与处理1.公式法：通过测量入射角和折射角，查数学用表，代入n=中求玻璃的折射率.(1)设计数据记录表格如下：次数数值123入射角i折射角rsinisinrn=(2)用量角器量出入射角和折射角的度数,查出它们的正弦值，并把这些数据填入表格里.(3)算出不同入

4、射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数.求出几次实验测得的的平均值，这就是这块玻璃的折射率.2.图象法根据n=有：sinr=，在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sini值为横坐标、以sinr值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示,描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线,求解图线斜率，设斜率为k，则k=，故玻璃折射率n=.3.尺规法：利用圆规、刻度尺作辅助线的方法，通过测出辅助线的长度大小，来测定玻璃的折射率.(1)在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任

5、意长为半径画圆，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′，用刻度尺量出CC′和DD′的长.如图所示，由于sini=，sinr=，而CO=DO.所以折射率n==.重复以上实验，求得多次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃折射率的测量值.(2)可以借助刻度尺来完成．如图所示，过B点作上表面的垂线，交上表面于M，延长AO与BM交于N，则折射率为n=.所以只要用刻度尺量出OB、ON的长度，就可以算出折射率了.实验对测量结果影响最大的是测

6、量光在玻璃中折射角r的误差，其误差主要来源是：1.玻璃砖的宽度太窄.2.入射角i过大或入射角i过小.3.玻璃砖的两个平行的折射面未与两条平行轮廓线完全重合、玻璃砖移动、画线太粗等.4.大头针离玻璃砖偏远、大头针之间间距偏小等.1.手拿、放玻璃砖只能接触毛面或棱，不能触摸光学面，画界面aa′时应先画直线再放上玻璃砖；画界面bb′时严禁把玻璃砖当刻度尺用.2.实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动.3.插针P1与P2、P3与P4的间距要适当大些，以减小确定光路方向时出现的误差.4.实验时若入射角太小

7、，则与入射角对应的折射角测量的相对误差增大；入射角也不能太大，过大则反射光较强，出射光较弱，不易观察到P1、P2的像.5.大头针应竖直插入，且玻璃砖应选用宽度在5cm以上的.利用细激光束射入半圆形玻璃砖，测出全反射的临界角来测定玻璃的折射率，此法操作简单快捷.实验原理与方法的考查【典例1】(2011·天津高考)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率，开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓缓转动，

8、同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像，如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失，此时只须测量出_______，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的测量量表示出折射率n=______.【规范解答】若半圆形玻璃砖转过θ角时在半圆形玻璃砖直径一侧恰好看不到P1、P2的像，那么此时恰好发生了全反射，作出如图所示的光路图，则过P1、P2的光线在玻璃砖内的入射角为θ，在空气中折射角为90°，根据折射定律得，只要测出θ，就能求出玻璃砖的折射率.答案：玻璃