实验:测定玻璃的折射率课件.ppt

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时间:2020-08-04

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1、实验:测定玻璃的折射率1.掌握测定玻璃折射率的原理。2.学会插针测定玻璃的折射率。学习目标:重点难点:1.折射光线方向的确定2.实验的正确操作及减小误差的方法目标及重难点实验器材玻璃砖、铅笔、白纸、木板、图钉、大头针、量角器、直尺(或三角板)。光线AO以一定入射角穿过平行玻璃砖,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,从而确定了玻璃砖中的折射光线OO′,量出入射角θ1和折射角θ2的大小实验原理根据n=sinθ1/sinθ2算出玻璃的折射率.2.在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的界面,过aa′

2、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。实验步骤3.把长方形的玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边跟aa′对齐,并画出玻璃砖的另一长边bb′。1.用图钉把白纸固定在木板上。5.在玻璃砖bb′侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线直到P1的像被P2的像挡住;再在bb′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。实验步骤6.移去玻璃砖,记下P1、P2、P3、P4的位置。过P3、P4作直线交bb′于O′,连结O、O′,OO′是折射光线,∠AO

3、N为入射角θ1,∠O′ON′为折射角θ24.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P27.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2,查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表格里.8.用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记入表格里.9.算出不同入射角时sinθ1/sinθ2的值,求出几次实验时测得数据的平均值,就是玻璃的折射率.实验步骤1.实验中,玻璃砖在纸上的位置不可移动.2.用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面,严禁

4、把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb′.注意事项3.大头针P1与P2、P3与P4间的距离应大一些以减小确定光路方向时造成的误差。而且大头针应竖直地插在白纸上。看像的时候主要是看大头针针脚的像。4.实验时,入射角θ1不宜过小,否则会增大测量角度的误差;入射角也不宜过大,因入射角太大时,折射光线太弱.注意事项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.5.为减小误差,要改变入射角重复实验,所以应将每次实验所得的插孔进行编号,以免造成混乱.以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标

5、建立直角坐标系,多次改变入射角、测得相应折射角并查出它们的正弦值,利用以上数据描点连线,得到一条过坐标原点的直线,斜率为k,又根据折射定律可得n=sinθ1/sinθ2,则k=1/n,故玻璃砖折射率n=1/k其他方法1在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OO′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′的长其他方法2由于sinθ1=CC′/CO,sinθ2=DD′/DO,而CO=DO,所以折射率:n1=sin

6、θ1/sinθ2=CC′/DD′重复以上实验,求得各次折射率的计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值.其他方法2用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖,做法如下:其他方法3在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3,作光路图则折射率n=sinθ1/sinθ2=AB/CD在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2,确定入射光线,并让入射光线过圆心O,某同学用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线刚好过O点误差分析该同学在

7、插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将______偏大(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。在做测定玻璃折射率n的实验时:(1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,其后的操作都正确.但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将________.误差分析不变(2)乙同学画出的a′b′和c′d′都比实际界面向外侧平移了一些,以后的操作均正确,画光路图时将入射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上,则所测出的n

8、值将________.误差分析偏小(3)丙同学在操作和作图时均无失误,但所用玻璃砖的两个界面不平行.则测出的n值________.误差分析不受影响

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