光的折射 全反射 光的色散 实验：测定玻璃的折射率

学 科

物理 版 本 人教版 期 数 6750 年 级

高二 编稿老师 马慧 审稿教师

【同步教育信息】

一. 本周教学内容：

高三新课：光的折射 全反射 光的色散 实验：测定玻璃的折射率

二. 知识要点：

1. 光的折射现象：光从一种介质进入到另一种介质时传播方向发生改变的现象。

注意：

（1）入射光线和法线的夹角叫入射角，折射光线和法线的夹角叫折射角。两者都不是光线跟界面的夹角。

（2）在光的折射现象中，光路是可逆的。

2. 折射定律：（斯涅耳定律）

（1）内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。

（2）公式：n =21sin /sin θθ（常数）

（3）注意：① 是入射角正弦跟折射角正弦成正比。而不是入射角跟折射角成正比； ② 光由空气进入介质时21θθ>，光由介质进入空气时21θθ<

3. 折射率

（1）定义：光从真空射入某种介质发生折射的时候，入射角1θ的正弦和折射角2θ的正弦之比称为该介质的折射率。反映介质的光学性质，说明介质对光的偏折本领。

（2）公式：21sin /sin θθ=n

v c n /=（介质的折射率等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度v 之比）

（3）注意：① ∵ v c >，∴ 任何介质的折射率v c n =1sin sin 2

1>=θθ，不论是由真空进入介质，还是由介质进入真空，公式中的分子1θ是指在真空中光线与法线的夹角；② 介质的折射率由介质本身的特性及光的频率（以后将学到）共同决定；③ 在折射现象中，当入射角为?0时，折射角也为?0。这是个特殊情况，但仍是折射现象，千万不要认为折射光线没偏折就不是折射现象。可用v c n /=理解；1≠n 。

4. 光密介质和光疏介质：不同折射率的介质相比较，折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。

光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。

5. 全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角逐渐增大，折射光线离法线越来越远，强度越来越弱，反射光线越来越强，当折射角达到?90时，折射光线消失，只剩下反射光线。这种现象称为全反射现象。

6. 产生全反射的条件

（1）临界角：折射角等于?90时的入射角称为临界角C 。n

C 1sin =； 注意：公式只适用于从介质射向真空或空气的临界角计算。临界角为介质对空气（或真空）的临界角。

（2）发生全反射的充要条件：① 光从光密介质射入光疏介质；② 入射角大于或等于

临界角。

7. 三棱镜、光的色散

（1）三棱镜：横截面为三角形的三棱柱透明体为棱镜。棱镜有使光线向底部偏折的作用。等腰直角三棱镜为全反射三棱镜。

（2）光的色散：白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的光束。由七色光组成的光带称光谱，这种现象叫光的色散。

光的色散现象产生的原因是同一介质对不同色光的折射率不同而引起的，折射率大的，偏折角大，在七种色光中，紫光的折射率最大。故紫光向三棱镜底部偏折程度最大。

8. 测定玻璃的折射率

（1）为了减小测量角度的相对误差，同时减小由于大头针的像发生畸变而产生的定位误差，入射光线与玻璃砖之间的夹角不能太大，又不能太小。一般取在15°～75°之间为宜.玻璃砖宽度在5cm 以上为宜。两根大头针之间的距离大些为宜。

（2）确定了玻璃界面和光路后，可以采用两种方法计算玻璃砖的折射率：① 可用量角器测量入射角和折射角。由折射定律公式来计算折射率。② 经过入射点画出玻璃界面的法线N N '，以入射点O 为圆心，适当长度为半径画圆，入射光线、折射光线与圆周交于A 和B 。由点A 、B 向法线作垂线。分别交法线N N '于A '、B '点。如图所示。测出垂线的长度A A '和B B '。则玻璃的折射率可表示为'

'BB AA n =。

（3）如果玻璃界面确定得不准确,会给测量结果造成一定的误差，如图所示．若画出的两界面间距离偏大（图中B A ''是实际界面的位置，B A ''''是画出的界面），很容易看出，这时折射角的测量值偏大，会造成折射率的测量值偏小；如果画出的两界面间距离偏小，则情况与上述恰好相反。

三. 重难点分析

1. 用折射定律分析光的色散现象

分析、计算时，要掌握好n 的应用及有关数学知识，着重理解两点：其一，光的频率（颜色）由光源决定，与介质无关；其二，同一介质中，频率越大的光折射率越大。再应用v

c n =等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度等问题。

2. 折射定律公式的应用

在解决光的折射问题时，应根据题意分析光路，即入射点、入射光线、折射光线、作出光路图，找出入射角和折射角的直接已知条件或表达式，然后应用公式求解，找出临界光线往往是解题的关键。

3. 视深问题的分析方法

人眼看透明物质内部某物点的像点离界面的距离，在中学阶段，一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有：

21sin /sin θθ/1θtg ≈2θtg 21/θθ≈这是在视深问题中经常用到的几个关系式。

4. 用折射定律的原理解运动学问题

光之所以发生折射，是因为在两种介质中的速度不同，而光的传播总是使光在某两点间传播的时间最短，这就是折射定律的原理，可应用于运动学中。

例题：如图所示，一个人发现水中S 处有一溺水者，溺水者离岸的距离SB ＝10m ，而发现者在A 处，距B 点的距离为20m ，此人在岸上跑动的速度为s m /5，而在水中的速度为s m /1，发现者为尽快到达溺水者处，他应在何处下水？

解析：这是一个运动学问题，但与光的折射现象有相似之处，发现者为了尽快到达S 处，假设他从P 处下水（x BP =），就相当于入射光入射角为：0190=θ，5sin sin 2

121==v v θθ∵ 22210sin x

x

+=θ ∴5102

2=+x x ∴ m m x 04.2665== 即发现者应从距B 点m 04.2处下水。 5. 光学与其他知识的综合应用

例题：如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到液面上，反射光OB 射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现光点B 在屏上向右移了s ?的距离到B '，由上可知液面 了（填“升高”或“降低”）。

解析：做出两次的光路图如图所示，由几何关系可得：液面下降，又由几何关系可得：s B B M O ?='=1，液面下降高度：i

s h tan 2?=

练习：利用下图所示的装置可测量弹簧的劲度系数，一小平面镜B （可视为一点）竖直固定在物块P 上，它们的总质量为m ，现将p 紧着直立的弹簧上端，用插销k 固定，此时弹簧处于自然长度，从固定的点光源s 发出的光经过平面镜反射后在竖直标尺的A 点形成一小光斑。松开插销k ，发现最终小光斑稳定在标尺上某点，该点到A 点的距离为h ，已知点光源s 与平面镜的水平距离为0L ，标尺与平面镜的水平距离为L ，求该弹簧的劲度系数。

解析：由平面镜成像规律可找到s 的像点s '，做出光路图，由OA S '?∽CB S '?可得：

0L L L OA CB S O S C +==''①。松开插销k 后，弹簧下降x ?，镜子在B '点，光斑在A '点，A O S ''?∽B C S ''?可得：00L L L A O B C S O S C +'=''=''②。由①②可得：h

x L L L ?=+'00③，弹簧的劲度系数为：x mg k ?=④。由③④可得：mg hL L L k 0

0+= 。 6. 解释为什么不能出现月环食？

（已知m r 81096.6?=日，m r 610378.6?=地，m r 6103.476

?=月，日心与地心间距为m 11101.4960

?，地心与月心间距m 8

103.84401?。） 解析：如图所示，当太阳、地球、月亮的中心处于同一直线上时，则1s 为日心与地心之间的平均距离，2s 为地心与月球中心之间的平均距离，3s 为月球中心到地球所遮太阳光的阴影圆锥顶点的平均距离，所以地球阴影在月球处的半径影r 的计算如下： 根据相似三角形的性质得：3

21323s s s r s s r s r ++=+=日地影，解之得：地日日地r r s r s s r s --+=22

13)(，323s s s r r +=地影。代入数值求得：m s 9310003.1?≈，m r 6104.61?=影所以，由于阴影的半径大于月球的半径，故当月球进入地球阴影的本影区时，要么形成月偏食，要么形成月全食，不可能只照射到月球的边缘部分而照射不到中心部分形成月环食。

【典型例题】

[例1] 如图所示，AB 表示一个水平放置的平面镜，1P 2P 是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜），MN 是屏，三者互相平行，屏MN 上的ab 表示一条竖直的缝（即a 、b 之间是透光的），某人眼睛紧贴米尺上的小孔S （其位置见图）可通过平面镜看到米尺的一部分刻度，试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位，并在21P P 上把这部分涂以标

志/ / / / / / / / 。

分析和解答：利用平面镜来观察物体，实际上就是要观察物体在平面镜中成的虚像，我们可以根据平面镜成的虚像与物体以平面镜而对称的方法解答，也可用反射光路的可逆性来解答。

解法一：根据对称关系作出米尺21P P 及屏MN （含a 、b ）在平面镜中的虚像'

'21P P 及N M ''（含a '，b '），连接Sa 交平面镜于C 并延长交''21P P 于E '，找出E '的对称点E ；

再连接b S '交平面镜于D ，交''21P P 于F '，找出F '的对称点F （或连接bD 交21P P 于F ）

，则EF 之间的部分即为人眼在S 处所能看到的米尺部分，如下图中的斜线所示。

解法二：根据反射光路的可逆性，设接受由米尺经平面镜反射来光线的人眼S 处有一点光源S ，根据物像关于平面镜对称作出S 在平面镜中的虚像S '，连接Sa 交AB 于C ，连

接C S '交米尺21P P 于E ，再连接b S '交米尺21P P 于F ，则米尺21P P 的EF 部分即为所求，

如下图中EF 间的斜线所示，在入射光线EC 和FD 两侧的光被屏挡住或经平面镜反射以后被屏挡住，均不能射到入眼S 。

说明：① 从本例题清楚看出，用光路的可逆性使分析和求解大为简化，本题的关键是要确定光线在平面镜上的入射点C 、D 两点的位置，对于某些较为灵活、较为复杂的问题应用光路可逆性来分析是可取的，② 光的反射、平面镜成像和反射光路的可逆性是本章的重点知识之一，光路可逆性的应用又是本章的难点，一定要在学习中重视。

[例2] 在水平放置的平面镜MN 旁，竖直放置一只带有刻度的标尺PQ （如下图所示），试用作图法求出：要从镜中看到标尺上AB 范围内的刻度，观察者的眼睛所在的区域（用斜线表示）

分析和解答：人要看到的像是来自刻度尺AB 部分的光经平面镜反射以后进入人眼而引起视觉的，由于人的视觉习惯，以为这些反射光线是从其反向延长线的交点处发射出来的，因此，应该从下面的分析思路进行解决：

（1）首先应根据平面镜成的虚像与物体关于平面镜对称的特点作出AB 在镜中的像B A ''。

（2）找边界光线：过A 作两条射向点M 和N 的入射光线AM 及AN ，再根据反射定律作出反射光线1MA 和2NA ，则在21MNA A 的范围内可看到A 的像A '（虚像），同理，过B 作出射向M 、N 的入射光线BM 及BN ，根据反射定律作出其反射光线1MB 以及2NB ，在21MNB B 区域可看到物点B 的虚像B '。

（3）在这两区域的公共部分21MNB A （图中斜线部分）范围内可看到AB 的完整的虚像B A ''。

小结：若要看到物体在平面镜中的像，则需要借助边界光线，边界光线所限区域的公共部分，即为完整像的观察范围，可简记为：镜的上端与像的上端连线得上限，镜的下端与像的下测的连线得下限。

[例3] 如下图（1）所示，一束平行光平行BC 边入射到等腰直角棱镜的侧面上，已知棱镜玻璃的临界角小于?45，试完成光路图。

分析和解答：由于平行光是从空气进入玻璃，入射角1θ等于?45，折射角小于?45，向底边偏折，射到BC 面上，由几何关系，这时的入射角必定大于临界角?45，发生全反射；反射光束射到侧面AC 上，入射角等于AB 面的折射角，所以出射光线仍然平行底边光路如上图（2）所示。从图中可以看出：经过反射后的光束，从棱镜中射出时反转了?180，需要说明的是：在AB 侧面和AC 侧面上都有反射光，图中没有画出。

所以，在分析有关全反射现象的问题时，关键是抓住发生全反射的条件：（1）光由光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于临界角。

【模拟试题】

1. 人站在平面镜前，关于他的像，正确的说法是（ ）

A. 一块平面镜，不管怎样放置，都能看到他的全身像

B. 若人以速度v 背离平面镜运动，则人看到他的像也以速度v 向相反的方向运动

C. 人在平面镜前任意的地方都能在平面镜的另一侧成像

D. 人在平面镜前任意处都能看到自己的像

2. 一点光源S 经平面镜M 成像于S '，人眼于P 点可以观察到S '，如下图所示。今在S 、M 间放一不太大的遮光板N ，则（ ）

A. S 不能在M 中成像

B. S 仍能在M 中成像

C. 人眼观察到的S '的亮度将变小

D. 人眼观察到的S '的亮度将不变

3. 如下图所示，直角三角形ABC 为一透明介质制成的三棱镜的截面，且?=∠30BAC ，有一束平行光线垂直射向AC 面，已知这种介质的折射率2>n ，则（ ）

A. 可能有光线垂直AB 边射出

B. 光线只能从BC 边垂直射出

C. 光线只能从AC 边垂直射出

D. 一定既有光线垂直BC 边射出，又有光线垂直AC 边射出

4. 如下图放在空气中的平行玻璃砖，光束射到它的第一表面，则以下正确的是（ ）

A. 如果入射角大于临界角，光在第一表面发生全反射

B. 在第一表面，光由空气射入玻璃不会发生全反射

C. 在第二表面此光由玻璃射入空气，可能发生全反射

D. 由于两表面互相平行，故不论光束以多大入射角射入表面Ⅰ，在第Ⅱ表面也不会发生全反射。

5. 在如下图所示的平面直角坐标系中，0≥y 处为空气，0

)38(，A 、点)41(-，B 、点)47(-，C 分别为折射光线、入射光线、反射光线通过的三点。

（1）在图中画出这三种光线；

（2）标出入射点O'的坐标（）

n。（3）通过数据和作出的光路求出该介质的折射率=

【试题答案】

1. C

2. BD

3. D

4. BD

5. ①略②

【励志故事】

两手空空

当亚历山大过世时，他告诉他的首相说：“当你扛着我的身体经过市街时，请将我的手放在棺材的外面。”

他们都感到很疑惑，说：“为了什么呢？从来没有人听过有这样的事，从来也没有人这样做。”

他说：“但是你们一定要这样做。”

他们问：“为什么？”

亚历山大说：“好让人们可以看到我也是两手空空地走了。我工作很努力，我很努力奋斗，但是在我的舌头上唯一的滋味就是什么都没有。我两手空空的，我要人们看到亚历山大死的时候是全然的失败！”

测定玻璃的折射率试题

高中物理实验 测定玻璃的折射率 实验练习题 1. 在用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验中，实验光路如图所示，对该实验的一些具体问题，下列说法正确的是 A. 为了减少测量和作图的误差，P1和P2、P3和P4 的距离适当大些 B. P1和P2、P3和P4距离的大小，入射角的大小对 测量结果无影响 C. 如果入射角太大，则反射光强、折射光弱，加之色散较大，观察到的P1和P2的虚像会暗淡模糊，不利于准确地插上大头针P3、P4 D. 如果入射角太大，则折射光线会在面发生全反射，不能观察到P1、P2的虚像 2.某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示。 （1）在图上画出所需的光路。 （2）为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有（要求

在图上标出）。 （3）写出计算折射率的公式。 3.如图，画有直角坐标系的白纸位于水平桌面上，M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标 的原点，直边与x轴重合，是画在纸上的直线，P1、P2为竖起地插在直线上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α，β是直线与y轴正方向的夹角，β是直线3与轴负方向的夹角，只要直线画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无汉透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是. 若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置方法是. 若他已正确地测得了的α，β的值. 则玻璃的折射率. 4．甲乙两同学用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验中，分别得到如图所示中甲乙两种实验记录。在甲中，已画好玻璃两界面直线′和′后，不小心将砖稍稍向上平移了，如图中虚线所示，若其他操作无误，则测得的折射率n＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。在乙中，玻璃砖上界面直线′正确，而画的表示下界面的′稍稍向下平移了，若其他操作无误，则测得的折射率n将＿＿＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

实验14 测定玻璃的折射率

实验十四 测定玻璃的折射率 一、实验目的 测定玻璃的折射率 二、实验原理 如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2 可以计算出玻璃的折射率． 图1 三、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔． 四、实验步骤 1．用图钉把白纸固定在木板上． 2．在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN ′. 3．画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针． 4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐 线bb ′. 5．眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡 住，然后在眼睛这一侧插上大头 针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像． 6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′， 连接O 、O ′得线段OO ′. 7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2. 8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的sin θ1sin θ2 ，并取平均值． 五、误差分析 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． 六、注意事项

图2 图3 1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的． 2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些． 3．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间． 4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线． 5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变． 记忆口诀 白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖； 两针决定入射光，再插一针挡两像； 两针两像成一线，去砖画图是重点； 入射线，折射线，做出法线角出现； 入射角，折射角，不大不小是最好； 拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验. 例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的 (光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器 材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P 1、P 2、P 3、P 4)、带有刻度 的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相 互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa ′和bb ′，aa ′表示镀银的玻璃表面，bb ′表示另一表面，如图2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2的连线表示入射光线． (1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置． (2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤． (3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________. 例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所 示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而 BC 和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一 平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射 出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率． (1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方

实验测量玻璃的折射率

《测量玻璃的折射率》学习材料 【教学目的】 1．测定一块玻璃砖的折射率； 2．验证光的折射定律。 【实验器材】 1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔 【实验原理】 用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相比只有一定得侧移。只要我们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。再根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。 插针法确定光路的基本原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。 【实验步骤】 1、把白纸用图钉固定在木板上。 2、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。 3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。 4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。 5、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。

6、同样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。 7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '， OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。 8、用量角器量出入射角i 和折射角r 的大小。 9、改变入射角i ，重复上面的步骤再做三、四次。 10、算出不同入射角时，n =sin i /sin r 的值，求出几次实验中n 的平均值就是玻璃的折射率。（或图像法求折射率:用sin i 表示纵坐标，用sin r 表示横坐标，则图线的斜率就是玻璃的折射率。） 注：遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）； 【记录数据】 数项值 次数 1 2 3 入射角i 折射角r sin i sin r n =sin i /sin r 【注意事项】 1、玻璃砖应选择宽度较大的(一般要求5cm 以上)，以减小确定光路方向时出现的误差，提高测量的准确度。 2、操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线，以免损坏玻璃砖的光学表面。（先在白纸上画直线作为玻璃砖的界面，再画玻璃砖的另一界面时，对齐玻璃砖的另一长边，用大头针确定两点，并以此两点画直线bb '作为玻璃砖的另一界面。） 3、大头针应垂直地插在纸上，同侧两针之间的距离要稍大些；

高中物理 第13章 实验测定玻璃的折射率检测试题 新人教版选修34(1)

【成才之路】2014-2015学年高中物理第13章实验测定玻璃的折射率检测试题新人教版选修3-4 基础夯实 1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是( ) A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 答案：ACD 解析：玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差。A、C、D正确。入射角较小时，测量误差较大，B错误。 2．(宁波市2013～2014学年高二下学期八校期末联考)在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙三位同学分别做出如图的三组插针结果。 从图上看，肯定把针插错了的同学有________。 答案：甲、乙 解析：光线透过平行玻璃砖时出射光线与入射光线平行，且从空气射入玻璃砖时入射角大于折射角，因而光线透出时相对于射入光线向右下侧发生偏移，由上图可知，甲乙图中出射光线不符合事实，肯定插错了。 3．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中： (1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示。则他测出的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)； (2)乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

答案：(1)不变 (2)偏小 解析：(1)如图A 所示，甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角、折射角没有受到影响，因此测得的折射率将不变。 (2)如图B 所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小。 4．用三棱镜做测定玻璃的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后，在棱镜的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2挡住；接着在眼睛所在的一侧再插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 2、P 1的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓，如图所示。 (1)在本题图上画出所需的光路。 (2)为了测出棱镜的折射率，需要测量的是________和________，在图上标出它们。 (3)计算折射率的公式是n ＝________。 答案：(1)见解析图 (2)入射角i ；折射角r (3)sin i sin r 解析：(1)连接P 1、P 2两针孔作直线交AC 边于O 点，连接针孔P 3、P 4作直线交AB 于O ′点，再连结O 、O ′两点，即得光线在棱镜中传播光路，如图所示。

玻璃折射率的测量方法

课程论文 题目：对玻璃折射率测定方法的探究 班级：2010级物理学本科班 姓名： 学号： 指导老师： 对玻璃折射率测定方法的探究

摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。 关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。 引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。 实验方法： （一） 最小偏向角法： 1. 实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。 2. 实验原理： （1）将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率n ．测量原理见图1，光线α代表一束单色平行光，以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上，经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来，成为光线t .经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示，δ称为偏向角．由图1可知δ＝(i 1－i 2)＋(i 4－i 3)＝i 1＋i 4－A ．此式表明，对于给定棱镜,其顶角 A 和折射率n 已定，则偏向角δ随入射角i 1而变，δ是i 1的函数. （2）用微商计算可以证明，当i 1＝i 4或i 2＝i 3时，即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用δm 表 示.此时，有i 2＝A /2， i 1＝(A ＋δm )/2，故2 2m A A n sin sin δ+=。用分光计测出棱 镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n ． 3.实验内容： 3.1棱镜角的测定 图1

置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数''1212,,,V V V V ，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A 的两倍。 3.2最小偏向角的测定 （1）将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。 （2）刻度内盘固定。缓慢转动载物台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察。 （3）当载物台转到某一位置，该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物台，可看到谱线反而往相反的方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。 （4）反复实验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录此时分光计的读数12,V V 。 （5）转动载物台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为 ' ' 12V V 和。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2 倍，即 '' 1122()/4m V V V V δ=-+- 4.实验数据记录 表2：最小偏向角

教科版高中物理选修3-44.2测定玻璃的折射率练习题.docx

高中物理学习材料 §4.2测定玻璃的折射率 命题人：胡文蓉审题人：胡文蓉 知识点： l. 理解利用插针法确定光路的原理。 2. 了解实验步骤和实验操作中的注意事项。 3. 会根据实验结果作出光路。求出对应的玻璃砖的折射率。 练习： 1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是( ) A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直的插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距 离适当大些 2．在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，学生的实验方法和步骤完全正确，但 测后发现玻璃的两个光学面不平行，则( ) A．入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏大 B．入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小 C．入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确 D．入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确 3．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角θ1 与折射角θ2作出sinθ1－sinθ2图象，如图14－1所示，下列判断中正确的是 ( ) A．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 B．玻璃的折射率为0.67 C．玻璃的折射率为1.5 D．玻璃临界角的正弦 值为0.67 4．某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时，他的方 法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻 璃砖的两个光学面aa′和bb′不平行，如图14－2所示， 则( ) A．P1P2与P3P4两条直线平行

B．P1P2与P3P4两条直线不平行 C．他测出的折射率偏大 D．他测出的折射率不受影响 题号 1 2 3 4 答案 5．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜，在 棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调 整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、 P ，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大 4 头针位置和三棱镜轮廓如图14－5所示。 (1)在本题的图上画出所需的光路。 (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________、________，在图上标出它们。 (3)计算折射率的公式是n＝________。 6．某研究性学习小组的同学设计了一个测量液体折射率的 仪器，如图14－6所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两 条相互垂直的直线BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两 枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘 的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相 平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、 P 的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2。 2 同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值， 这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。则： (1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所刻折射率的值为________。 (2)图中P3、P4两位置哪一处对应的折射率值较大？答：________。 (3)作AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率值应为________。 7．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图14－7①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则：

第四章 2. 学生实验：测定玻璃的折射率

2.学生实验:测定玻璃的折射率 课时过关·能力提升 1.测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是 () A.玻璃砖的宽度应大些 B.入射角应尽量小些 C.大头针应竖直地插在纸面上 D.大头针G1、G2及G3、G4之间的距离应适当大些 解析:玻璃砖的宽度大些,折射光线出射时侧移明显,便于插针和测量,减小误差,选项A正确.入射角小,则光在玻璃中的折射角更小,不便测量,选项B错误.大头针之间的距离适当大些,且竖直地插在纸面上,可使出射光线和折射光线定位准确,减小误差,选项C、D正确. 答案:ACD 2.某同学用插针法测定玻璃砖的折射率,他的实验方法和操作步骤正确无误.但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa'与bb'不平行,如图所示,则() A.AO与O'B两条线平行 B.AO与O'B两条线不平行 C.他测出的折射率偏大 D.他测出的折射率不受影响 .在光线由bb'解析:如题图所示,在光线由aa'面进入玻璃砖发生的偏折现象中,由折射定律知n=sinα sinβ .若aa'与bb'平行,则i=β,因此α=r,此时入射光线AO与出射光线 射出玻璃砖的现象中,同理n=sinr sini O'B平行.若aa'与bb'不平行,则i≠β,因此α≠r,此时入射光线AO与出射光线O'B不平行,B正确.在具体测定折射率时,要求实验方法、光路均准确无误,折射率的测量值不受aa'与bb'是否平行的影响,D 正确.故正确选项为B、D. 答案:BD 3.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃砖截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图所示的四个图中G1、G2、G3和G4是四个学生实验插针的结果:

玻璃折射率的测定

一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率 【实验目的】 1．进一步熟悉分光计调节方法； 2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。 【实验仪器】 JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。 【实验原理】 一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。可以证明，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。 由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当'i i =时，由折射定律有'r r =，得 )(2min r i -=δ (5.11.1) 又 因 A A G r r r =-π-π=-π==+)(2' 所以 = r 2 A (5.11.2) 由式（5.11.1）和式（5.11.2）得 2 min δ+= A i 由折射定律有 2 sin 2sin sin sin min A A r i n δ+== (5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。 图5.11.2 测最小偏向角示意图 A B C A i i ' r r ' 12δ① ②图5.11.1

【实验内容】 1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9） 2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角 如图5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动状态，如果向右移动，偏向角δ变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。然后使望远镜对准入射光（平行光管位置），读取方位为0T 与0'T ，则最小偏向角 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 3．计算棱镜折射率 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 平均== δ- - n min 4．不确定度计算（绝对不确定度传递公式） min 22min 22)22()( δδ?+???=?n a n a n 5．结果表示 n n n ?±=- 【注意事项】

高三光学实验复习—测玻璃的折射率习题选编(包含答案)

实验：测玻璃的折射率复习题选 1、如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸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上竖直地插 上P l、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是（） A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P l的像 B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P l的像 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些 D．为减小测量误差，P l、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率 【答案】ABCE 2、如图所示，插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中，P1、P2、P 3、P4为所插的针，θ1为入射角，θ2为 折射角。下列说法正确的是（） A．θ1过小会导致θ2不易准确测量 B．θ1过大会导致P1、P2的像模糊 C．P1与P2，P3与P4间的距离适当小些 D．P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行 【答案】AB 3、①“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，aa’和bb’分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针，P1和P2，用“+”表示大头灯的位置，然后在另一侧透过玻 璃窗观察，并依次插入大头针P3和P4，在插P3和P4时，应使__________________。 图1 图2 ②某同学实验中作出光路图如图2所示，在入射光线上任取一点A，过A点做法线的垂线，B点是垂线与 法线的交点．O点是入射光线与aa’界面的焦点，C点是出射光线与bb’界面的交点，D点为法线与bb’界 面的交点。则实验所用玻璃的折射率n=________（用图中线段表示）。 【答案】①P3挡住P1、 P2的像， P4挡住P3和P1、 P2的像；② AB OC n OA OD =? 4、某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

2018届二轮复习实验：测定玻璃的折射率(全国)

实验：测定玻璃的折射率 考点解读 1．实验原理 如实验原理图甲所示，当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出与入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ，从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2，再根据12sin sin n θθ=或1PN n QN =' 算出玻璃的折射率。 2．实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺、铅笔。 3．实验步骤 （1）用图钉把白纸固定在木板上。 （2）在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 点的法线NN ′。 （3）画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针。 （4）在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′。 （5）眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像。 （6）移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得线段OO ′。

（7）用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。 （8）改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的 12 sin sin θθ，并取平均值。 4．注意事项 （1）玻璃砖应选厚度、宽度较大的。 （2）入射角不宜过大或过小，一把为15°~75°。 （3）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b b ′。 （4）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。 （5）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P 1与P 2间、P 3与P 4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差。 5．实验数据处理 （1）计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的12sin sin θθ，并取平均值。 （2）作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由12 sin sin n θθ=可知图象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率。 （3）“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n 。 以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′。如实验原理图丙所示，12sin =sin EH n E H θθ='' 。只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n 。 典型例题 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

人教版选修3-4 第13章 第1节 第2课时 实验1：测定玻璃的折射率

一、实验目的 测定玻璃的折射率。 二、实验原理 用插针法确定光路，找出与入射光线相对应的出射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n ＝sin θ1 sin θ2 。 三、实验器材 长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。 四、实验步骤 1．将白纸用图钉钉在木板上，先在白纸上画出一条直线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．把长方形玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条边bb′。 3．在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住。再在观察的这一侧依次插上两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置。 4．移去长方形玻璃砖连接P 3、P 4并延长交bb′于O′，连接O O′即为折射光线，入射角θ1＝∠AON ，折射角θ2＝∠O′ON′。 5．用量角器测出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，将数据填入表格中。 6．改变入射角θ1，重复上述实验步骤。 五、数据处理 1．平均值法 算出不同入射角时的比值 sin θ1sin θ2，最后求出在几次实验中所测 sin θ1sin θ2 的平均值，即为玻璃砖的折 射率。 2．图象法 以sin θ1值为横坐标、以sin θ2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k ，则k ＝sin θ2sin θ1＝1 n ，故玻璃砖折射率 n ＝1k 。 3．作图法 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′(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sin θ1＝CC′CO ，sin θ2＝DD′DO ，且CO ＝DO ，所以折射率n ＝sin θ1sin θ2＝CC′ DD′。 六、注意事项 1．实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1与P 2之间，P 2与O 点之间，P 3与P 4之间，P 3与O′点之间距离要稍大一些。

测定玻璃的折射率(成品)

测定玻璃的折射率 【实验目的】：测定玻璃的折射率。 【实验原理】：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率n= r i sin sin 。 【实验器材】：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。 【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'，如图所示。 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个长边bb'。 ④在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1和P 2。 ⑤在玻璃砖的bb'一侧竖直地插上大头针P 3，用眼睛观察调整视线，要使P 3能同时挡住P 1和P 2的像。 ⑥同样地在玻璃砖的bb'一侧再竖直地插上大头针P 4，使P 4能挡住P 3本身和P 1与P 2的像。 ⑦记下P 3和P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P 3和P 4引直线O'B 与bb'交于O'点，连接O 与O'，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30°，45°，60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里。 【数据处理】 算出不同入射角时 r i sin sin 的值，求出几次实验中所测r i sin sin 的平均值 【注意事项】： 1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针要插得竖直，且间隔要大些．3．入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变． 【误差及分析】： ①入射光线、出射光线确定的准确性，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。 ②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小。入射角也不宜过大，过大则反 射光较强，出射光较弱。 练习： 1．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如左图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是（ ） A ．为了减少作图误差，P 3和P 4的距离应适当取大些 B ．为减少测量误差，P 1、P 2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量取大些 C ．若P 1、P 2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P 1、P 2的像 D ．若P 1、P 2连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P 1、P 2的像 2．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i 与折射角r 作出sini-sinr 图象如图所示，下列判断中哪些是正确的（ ） A ．他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象 B ．玻璃的折射率为0.67 C ．玻璃的折射率为1.5 D ．玻璃临界角的正弦值为0.67 3、在做测定玻璃折射率的实验时。（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab 前，不慎碰了玻璃砖使它向ab 方向平移了一些，如图（甲）所示，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_________。（2）乙同学为了避免笔尖接触光学面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一些，如图（乙）所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折线点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n 值将__________。（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明显不平行，这时测出的n 值将___ _。 4．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图2－2－9，①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa ′、bb ′为界面画光路图．则 a b a ′ b ′

《光的折射》单元测试题(含答案)

《光的折射》单元测试题(含答案) 一、光的折射选择题 1．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法错误的是（） A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B．从a、b两点射出的单色光不平行 C．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光 D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC 2．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值（sin r）与入射角正弦值（sin i）的关系图象。则下列说法正确的是（） A．光由D经O到A B．该玻璃砖的折射率 1.5 n C．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的2 3 D．若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的2 3 E.若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为 3 3 3．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示。他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。则下列说法中正确的是（）

A．实验中，入射角应适当大些 B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和c C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射 D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率 4．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向水中，折射后通过水中的B点。图中O 点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是 A．O1点在O点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 5．如图所示，两束平行的黄光射向截面ABC为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对该黄光的折射率为2，入射光与AB界面夹角为45°，光经三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ上，下列说法中正确的是________。 A．两束黄光从BC边射出后仍是平行的 B．黄光经三棱镜折射后偏向角为30° C．改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 D．改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 E.若让入射角增大，则出射光束不平行 6．如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路如图所示，则下列说法正确的是() A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小 B．有可能a是绿光，b是红光 C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变

高中物理-实验：测定玻璃的折射率练习

高中物理-实验：测定玻璃的折射率练习 1．(浙江温州“共美联盟”高二下学期期末)在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中 ①下列操作可以减小实验误差的是__AC___(填字母代号) A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些 B．选择平行玻璃砖进行实验 C．入射角适当大些 D．若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的 ②正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为＝ __cosα cosβ __(用图中的α、β表示) 解析：(1)大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误 差会减小，角度的测量误差会小些。故A正确；作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行。故B错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好。故C正确；若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大一些的，故D错误。 (2)由图可知，入射角为90°－α，折射角为90°－β；则由折射定律可知：n＝ sin90°－αsin90°－β＝ cosαcosβ 2．(辽宁省铁路实验中学高二下学期期中)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd 为界面画光路图。 则甲同学测得的折射率与真实值相比__偏小___(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，乙同学测得的折射率与真实值相比__不变___(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，丙同学测得的折射率与真实值相比__变小___。 解析：①如图1。测定折射率时，折射角增大，则折射率减小；

测定玻璃的折射率试题

测定玻璃的折射率试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

高中物理实验 测定玻璃的折射率 实验练习题 1. 在用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验中，实验光路如图所示，对该实验的一些具体问题，下列说法正确的是 A. 为了减少测量和作图的误差，P1和P2、P3和P4的距离适当 大些 B. P1和P2、P3和P4距离的大小，入射角的大小对测量结果无 影响 C. 如果入射角太大，则反射光强、折射光弱，加之色散较大，观察到的P1和P2的虚像会暗淡模糊，不利于准确地插上大头针P3、P4 D. 如果入射角太大，则折射光线会在cd面发生全反射，不能观察到P1、P2的虚像 2.某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示。 （1）在图上画出所需的光路。 （2）为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有___________________（要求在图上标出）。 （3）写出计算折射率的公式n=__________________________。

3.如图，画有直角坐标系Oxy 的白纸位于水平桌面上，M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x 轴重合，OA 是画在纸上的直线，P 1、P 2为竖起地插在直线OA 上的两枚大头针，P 3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α，β是直线OA 与y 轴正方向的夹角，β是直线OP 3与轴负方向的夹角，只要直线OA 画得合适，且P 3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA 上竖直插上了P 1、P 2两枚大头针，但y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无汉透过玻璃砖看到P 1、P 2的像，他应该采取的措施是_____________________. 若他已透过玻璃砖看到了P 1、P 2的像，确定P 3位置方法是 __________________________________. 若他已正确地测得了的α，β的值. 则玻璃的折射率n=________________________. 4．甲乙两同学用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验中，分别得到如图所示中甲乙两种实验记录。在甲中，已画好玻璃两界面直线aa ′和bb ′后，不小心将砖稍稍向上平移了，如图中虚线所示，若其他操作无误，则测得的折射率n ＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。在乙中，玻璃砖上界面直线aa ′正 确，而画的表示下界面的bb ′稍稍向下平移了，若其他操作无误，则测得的折射率n 将＿＿＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 5．某同 学做测定 玻璃折射率的实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sin θ1－sin θ2图象如图a a ′ b b ′ a a ′ b b ′ （甲（乙

学生实验测定玻璃的折射率

2 学生实验:测定玻璃的折射率 知识点一实验步骤、注意事项和误差分析 1．为了使测量结果更精确可以采取的办法是()． A．多次测量取平均值 B．插针间距适当大些 C．插针间距尽量小些 D．入射角尽量大些 2．测定玻璃砖折射率的实验如图4-2-5所示，把玻 璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三 条直线，它们分别是______、______、________， 最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4 的位置决定了光线________的方位，从而确定了 折射光线________的方向． 3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图4-2-6中①②③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？ 4．(2012·重庆卷，22)如图4-2-7甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触． 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔 a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，

但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图4-2-7乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小． 5．某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图4-2-8所示． (1)在图上画出所需的光路． (2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有________(要求在图上标 出)． (3)测出的折射率n＝________. 知识点二数据处理 6．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算．根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确． 甲同学设计的表格是： 次数入射角 θ1 sin θ1 折射角 θ2 sin θ2n n 130°0.50020.9°0.357 1.40 1.40 245 °0.70730.5°0.508 1.39 360°0.86638.0°0.616 1.41