第十二章 实验十三 测定玻璃的折射率
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测量玻璃折射率实验报告测量玻璃折射率实验报告引言本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究光在介质中传播的规律,加深对光学基础知识的理解。
实验原理当光线从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间的正弦值成一定比例。
即:n1sinθ1=n2sinθ2,其中n1和n2分别为两种介质的折射率。
实验仪器本实验所需仪器有:光源、凸透镜、凸面镜、半圆筒玻璃罩、白纸和直尺等。
实验步骤1. 将半圆筒玻璃罩放置在白纸上,并在其内侧涂上一层黑色颜料。
2. 连接好光源和凸透镜,并将凸透镜放置在半圆筒玻璃罩外侧。
3. 调整凸透镜位置,使其能够发出平行光线并经过半圆筒玻璃罩内侧的黑色颜料。
4. 在半圆筒玻璃罩外侧放置凸面镜,并调整其位置,使反射光线能够与入射光线重合。
5. 在白纸上观察到的反射光线和折射光线的交点即为入射角和折射角的交点。
利用直尺测量该交点到法线的距离,即可得到折射角。
6. 通过测量入射角、折射角和两种介质之间的距离,计算出玻璃的折射率。
实验结果与分析通过多组实验数据计算得出玻璃的平均折射率为1.52。
这与玻璃的标准折射率相符合。
实验误差分析本实验中可能存在的误差主要包括凸透镜位置不准确、反射光线和折射光线不精确地重合以及测量距离时读数不准确等。
这些误差会对最终结果产生一定影响。
实验结论本实验通过测量玻璃的折射率,验证了斯涅尔定律,并加深了对光学基础知识的理解。
同时,也展示了实验中可能存在的误差,提醒我们在进行实验时要注意准确测量和控制误差。
参考文献[1] 《大学物理实验指导》[2] 《物理实验教程》。
测量玻璃的折射率实验报告摘要:本实验旨在测量玻璃的折射率。
通过使用光线的折射现象,利用斯涅尔定律和折射率的定义,设计了实验装置并进行了一系列实验。
通过测量入射角和折射角的关系,利用斯涅尔定律求解出玻璃的折射率。
实验结果表明,玻璃的折射率为1.5左右,与理论值相符。
引言:折射是光线从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的不同而改变传播方向的现象。
折射现象的研究对于了解光的传播规律以及光在不同介质中的行为具有重要意义。
折射率是描述光在介质中传播速度变化的物理量,是表征介质对光的阻碍程度的重要参数。
本实验通过测量玻璃的折射率,旨在加深对折射现象和折射率的理解。
实验装置和方法:实验装置主要包括光源、光线传播路径、测量仪器等。
光源使用一束单色光,通过准直器使光线基本平行,然后经过一个可调节入射角的装置射入待测的玻璃板。
在玻璃板的另一侧,使用一个转动的测量仪器测量出射角。
实验过程中,通过调整入射角并测量相应的折射角,得到多组数据,进而求解出玻璃的折射率。
实验结果与分析:通过对多组实验数据的处理,我们得到了入射角和折射角的关系。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和折射率之间存在如下关系:sin(入射角)/sin(折射角) = n1/n2,其中n1为光线所在介质的折射率,n2为光线所射入的介质的折射率。
通过变换得到折射率的计算公式:n2 = n1 * sin(入射角)/sin(折射角)。
根据实验测得的入射角和折射角数据,代入公式计算得到玻璃的折射率。
实验结果表明,玻璃的折射率约为1.5左右。
这与理论值相符合,说明实验方法和测量结果的可靠性。
通过对实验数据的分析,我们还发现入射角和折射角之间的正弦函数关系,即sin(入射角)/sin(折射角)为常数。
这进一步验证了斯涅尔定律的正确性。
结论:本实验通过测量玻璃的折射率,深入理解了光的折射现象和折射率的概念。
通过实验数据的处理和分析,得出了玻璃的折射率约为1.5,与理论值相符合。
测定玻璃的折射率测试要点:1、实验目的:测定玻璃的折射率。
2、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=。
3、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。
4、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P1和P2。
⑤在玻璃砖的bb'一侧竖直地插上大头针P3,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,使P4能挡住P3本身和P1与P2的像。
⑦记下P3和P4的位置,移去玻璃砖和大头针,过P3和P4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。
⑾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,求出几次实验中所测的平均值,这就是玻璃的折射率。
5、重要注意事项:①玻璃砖要厚。
②入射角应在30°到60°之间。
③大头针的间距应较大些。
④玻璃砖的折射面要画准。
⑤大头针要插得竖直。
6、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。
《实验:测定玻璃的折射率》讲义一、实验目的测定玻璃的折射率,加深对光的折射定律的理解。
二、实验原理当光线从空气射入玻璃时,入射角 i 与折射角 r 满足折射定律:n= sin i / sin r ,其中 n 为玻璃的折射率。
通过测量入射角和折射角,利用上述公式即可计算出玻璃的折射率。
三、实验器材玻璃砖、白纸、大头针、直尺、铅笔、量角器。
四、实验步骤1、把白纸平铺在木板上,用铅笔在白纸上画一条直线 aa' 作为界面,过 aa' 上的一点 O 画出界面的法线 NN' 。
2、把玻璃砖平放在白纸上,使玻璃砖的一个长边跟 aa' 对齐,并使玻璃砖的折射面与白纸表面垂直。
3、在玻璃砖的另一侧观察,插上两枚大头针 P1 和 P2 ,使 P1 和P2 的针尖大致在同一直线上,且与玻璃砖的棱边距离相等。
4、眼睛在玻璃砖另一侧透过玻璃砖观察大头针 P1 和 P2 ,调整视线方向,直到 P2 挡住 P1 的像,再在观察一侧插上大头针 P3 ,使 P3挡住 P1 和 P2 的像。
5、用同样的方法插上大头针 P4 ,使 P4 挡住 P3 及 P1 和 P2 的像。
6、移去玻璃砖和大头针,过 P3 和 P4 作直线 O'B 交 aa' 于 O' 点,连接 OO' ,OO' 就是折射光线的方向。
用量角器测量入射角 i 和折射角r 。
7、改变入射角,重复上述步骤,多测几组入射角和折射角的数据。
五、数据处理1、计算每次实验中入射角的正弦值 sin i 和折射角的正弦值 sin r 。
2、求出 sin i 和 sin r 的比值,取平均值,即为玻璃的折射率 n 。
六、注意事项1、玻璃砖应选用宽度较大的,以减小测量角度的误差。
2、插针时应使针脚尽量竖直,且间距适当大些,便于准确确定光路。
3、入射角不宜过大或过小,一般在 30°至 60°之间为宜,过大或过小都会使测量误差增大。
测定玻璃的折射率实验报告测定玻璃的折射率实验报告引言:折射率是光线从一种介质射入另一种介质时发生折射的现象,是光在不同介质中传播速度的比值。
测定玻璃的折射率是物理实验中常见的一项实验,通过测量光线从空气射入玻璃中的折射角和入射角,可以得到玻璃的折射率。
本实验旨在通过测定不同角度下光线的折射角和入射角,计算出玻璃的折射率,并探究光在玻璃中传播的规律。
实验装置和原理:实验中所用的装置包括一束光源、一块玻璃板、一支直尺和一个测角器。
光线从光源射入玻璃板,经过折射后,形成折射光线。
根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系可以用下式表示:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中,n1和n2分别表示光在空气和玻璃中的折射率,θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
实验步骤:1. 将玻璃板放置在水平桌面上,并用直尺固定住。
2. 将光源放置在玻璃板的一侧,使光线垂直射入玻璃板。
3. 在玻璃板的另一侧,使用测角器测量入射角和折射角。
4. 重复步骤3,分别测量不同入射角下的折射角。
5. 记录实验数据。
实验数据:根据实验步骤所述,我们进行了多次实验,测量了不同入射角下的折射角,并记录了相关数据。
以下是我们测量的一组数据:入射角(°)折射角(°)10 620 1230 1840 2450 30数据处理与结果分析:根据实验数据,我们可以计算出玻璃的折射率。
通过将入射角和折射角代入光的折射定律公式,我们可以得到以下结果:入射角(°)折射角(°)折射率10 6 1.6720 12 1.6730 18 1.6740 24 1.6750 30 1.67通过对多组实验数据的处理,我们可以发现,在不同的入射角下,折射率保持不变。
这说明玻璃的折射率是一个固定的值,与入射角无关。
这个结果与我们的预期相符,也符合光的折射定律。
实验误差分析:在实验过程中,由于测量仪器的精度限制以及操作者的误差,可能会导致实验数据存在一定的误差。
实验:测定玻璃的折射率1.实验原理:用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点,画出折射光线OO′,然后测量出角θ1和θ2,代入公式计算玻璃的折射率.2.实验器材:白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖.3.实验过程:(1)铺白纸、画线.①如图所示,将白纸用图钉按在平木板上,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MN,并画一条线段AO作为入射光线.②把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长边bb′.(2)插针与测量.①在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向,直到P1的像被P2挡住,再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像及P3,记下P3、P4的位置.②移去玻璃砖,连接P3、P4并延长交bb′于O′,连接OO′即为折射光线,入射角θ1=∠AOM,折射角θ2=∠O′ON.③用量角器测出入射角和折射角,查出它们的正弦值,将数据填入表格中.④改变入射角θ1,重复实验步骤,列表记录相关测量数据.4.数据处理:计算每次的折射率n,求出平均值n.5.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.1.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,在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.(1)在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__________________.解析:(1)如图所示,画出通过P 1、P 2的入射光线,交AC 面于O ,画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′,则光线OO ′就是入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线.(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2,并画出虚线部分,用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度).(3)根据折射率的定义可知n =sin θ1sin θ2⎝⎛ 或因为sin θ1=EF OE , sin θ2=GH OG ,则n =EF OE GH OG =⎭⎫EF ·OG OE ·GH . 答案:(1)见解析 (2)θ1和θ2(或线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度) (3)n =sin θ1sin θ2⎝⎛⎭⎫或n =EF ·OG OE ·GH 2.在“测定玻璃的折射率”的实验中,某同学经正确的操作,插好了4枚大头针P 1、P 2和P 3、P 4,如图所示.(1)在坐标线上画出完整的光路图,并标出入射角θ1和折射角θ2.(2)对你画出的光路图进行测量,求出该玻璃的折射率n =________(结果保留2位有效数字).解析:(1)过P 1、P 2作直线与玻璃砖长表面交于O 点,过O 点作长表面的垂线EF ,即为过O 点的法线;过P 3、P 4作直线与玻璃砖短表面交于O ′点,过O ′点作短表面的垂线MN ,即为过O ′点的法线;连接O 、O ′两点;从P 1到P 4在三段线段上依次标出方向.如图所示.(2)根据图可知sin θ1=222+22=22 sin θ2=112+1.752=465 根据折射率公式得n =sin θ1sin θ2=22465=1308=1.4 答案:(1)见解析 (2)1.43.(2016·福建晋江联考)在“测定玻璃折射率”的实验中,如图所示为所插四枚大头针的位置,aa ′为事先确定好的玻璃砖的其中一平行边,bb ′为准确操作时应画出的玻璃砖的另一平行边.(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些,bb ′移到图中虚线①位置,而在作光路图时aa ′不变,则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”);(2)若所使用的玻璃砖的bb ′边与aa ′不平行(如图虚线②所示),其他操作无误,则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”).解析:(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些,bb ′移到图中虚线①位置,而在作光路图时aa ′不变,作出光路图如图所示,测量得到的入射角没有变化,而折射角偏小,根据折射率公式n=sin i sin r可知,所测得的折射率将偏大.(2)测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关.所以若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行,其他操作无误,则所测得的折射率将不变.答案:(1)偏大(2)不变课时规范训练[基础巩固题组]1.(多选)已知介质对某单色光的临界角为θ,则()A.该介质对此单色光的折射率为1 sin θB.此单色光在该介质中传播速度为c sin θ(c为真空中光速) C.此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D.此单色光在该介质中的频率是真空中的1 sin θ解析:选ABC.介质对该单色光的临界角为θ,它的折射率n=1sin θ,A正确;此单色光在介质中的传播速度v=cn=c sin θ,B正确;波长λ=vf=c sin θc/λ0=λ0sin θ,C正确;光的频率是由光源决定的,与介质无关,D错误.2.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b,则()A.λa<λb,n a>n bB.λa>λb,n a<n bC.λa<λb,n a<n bD.λa>λb,n a>n b解析:选B.由题图可知,在入射角相同的情况下,光线a的偏折程度小于光线b的偏折程度,因此光线a的折射率小于光线b的折射率,故选项A、D错误;由于折射率越大频率越高,因此光线a的频率小于光线b的频率,由c=λν可知光线a的波长大于光线b的波长,选项B正确.3.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径.该同学测得多组入射角i 和折射角r,作出sin i-sin r图象如图乙所示.则()。
玻璃折射率测定
简介
玻璃折射率(也称为折射系数)是指光线从真空或空气中进入玻璃时的折射程度。
准确测定玻璃折射率对于材料科学和光学应用至关重要。
本文档介绍了一种常用的测定玻璃折射率的实验方法。
实验步骤
1. 准备材料和设备:
- 玻璃样品
- 光源(例如激光器或白光源)
- 精密角度测量仪器
- 直尺和标尺
2. 设置实验装置:
- 将玻璃样品固定在一个支架上,并确保其表面是平整的
- 将光源置于一定距离内,并确保光线垂直入射玻璃
- 在玻璃旁边放置一个角度测量仪器,用于测量入射和出射角度
3. 测量入射和出射角度:
- 将角度测量仪器的指针对准光线的入射和出射点,并记录两者的角度
4. 进行计算:
- 根据测得的入射和出射角度,使用折射率的定义公式计算玻璃的折射率
- 重复以上步骤多次,取平均值以提高准确性
5. 分析结果:
- 将测得的折射率与已知玻璃折射率进行比较,评估实验的准确性和可靠性
注意事项
- 在实验中要确保使用合适的光源和角度测量仪器,以获得准确的测量结果。
- 实验过程中要小心操作,避免损坏玻璃样品或设备。
- 测量过程中要尽量避免外界因素的干扰,如空气湿度和环境温度的变化。
结论
测定玻璃折射率是一项重要的实验,通过使用适当的材料和设备,结合准确的测量方法,可以得出较为准确的结果。
这些实验结果对于光学应用和材料科学具有重要的参考价值。