测定玻璃折射率ppt

实验 测定玻璃的折射率
一、实验原理
如图，利用平行玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出 入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出射点Ｏ′， 画出折射光线ＯＯ′，量出入射角i和折射角r,根据 n=sini/sinr 计算出玻璃的折射率．
二、基本操作步骤：
１、固定白纸于绘图板．
２、画出界面线aa′、法线NN′和 入射光线OA. 3、放好玻璃砖，画下界面bb′. 4、插针法定出射光线：在OA上竖直 插上P1、P2，透过玻璃砖观P1、P2 的像，调整视线直到P2的像挡住P1的像，再在观察者 一 侧竖直插P3、P4，使P3挡住P1、P2 的像，P4挡住 P3本身和P1、P2 的像，记下P3、P4的位置。 5、作图确定出射光O′B、出射点O′、折射光线ＯＯ′.
7、分别测出i为30°、45°、60°、75°时的折射角，查 出正弦值，计算不同入射角时折射率，并求其平均值。
三、注意事项 1、大头针竖直插在纸上，间距要稍大一些。 2、入射角不宜太大或太小，一般在15°—75°间 3、实验中，玻璃砖与白纸的位置都不能改变。
数据处理法一：
甲设计的表格
i
次数 1 30°
1.42
数据处理法二：图象法
作sini—sinr图象，函数关系：sini = n sinr 所以图象的斜率即表示折射率！
（ＡＣＤ）
思考：如果某同学在完成了光路图后发现自己没带量角 器，只用毫米刻度尺和圆规，他能求出折射率吗？
Sini＝cd／R Sinr＝ef／R
n=sini／sinr=cd／ef
1.在测定玻璃折射率的实验中，两位同学各设计了一个数据记录表， 你认为谁是对的？并简要说明理由。
（正确）
sini
0.500
r
20.9°
sinr
0.357
n
1.40
n平均值
2 3
45° 60°
0.707 0.866
30.5° 38.0°
0.508 0.616
1.39 1.41
1.40
乙设计的表格
1 次数 i r 30° 20.9° 45° 30.5° 60° 38.0° 2 3 各平均 值 45° 28.8° 正弦值 0.707 0.497 n
b (a)
b／
b
b／
（b）
例:如下图所示：一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、
P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，则 1.73 该玻璃砖的折射率n＝______．有一同学把大头针插在P1′、 P2′位置时，沿着P4、P3的方向看不到大头针的像，其原 经P1′、P2′的光线在MN处发生全反射 因是_______________________．
三、测折射率方法 1、利用n=sini/sinr （插针法等） ２、利用n=1/sinC (全反射法） 3、利用视深公式 n=h/h′(视深法） 4、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像 5、观察法 ：利用光的折射定律
例:将直角坐标系和等腰直角棱镜ABO如图3所示放置，
腰长为16cm，为了测棱镜这种物质的折射率，从 OB 边的D点注视A棱，发现A棱的视位置在C点， 在O、C两点插上大头针，取走棱镜，若D、C两点 的位置坐标分别为（0，12），和（9，0），则棱镜 的折射率为多少？
思考：以上方法所测θ即为 临界角 ,玻 璃折射率n= 1/sin θ
例２：《全线突破》第260页（7）
三、测折射率方法 1、利用n=sini/sinr （插针法等） ２、利用n=1/sinC (全反射法） 3、利用视深公式 n=h/h′(视深法）
视深法：原理：利用视深公式n=h/h′
方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊 一根针，如图所示。调节针的位置，直到针尖在水中的像
三、测折射率方法 1、利用n=sini/sinr （插针法等） ２、利用n=1/sinC (全反射法） 3 光速法n=c/v
利用全反射法： 例1：用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O， 以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃 砖，当刚转过θ角时，观察者在玻璃砖平 面一侧恰看不到出射光线。这样就可以知 道该玻璃砖的折射率n的大小。
思考：在利用插针法“测定玻璃的折射率”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， 实验中不小心碰了玻璃砖使它向aa／方向平移了少许（其它操作均 正确无误）。如图（a）所示。则他测出的折射率值将 （ 不变 ） （２）乙同学在画界面时，不自觉地将两界面aa／、bb／间距画得 比玻璃砖宽度大些（其它操作均正确无误），如图（b）所示，则他 测得折射率将 （ 偏小 ） a／ a a a／
成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像 在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺 的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出 水面部分的像，若从点P看到直尺水下最低点的刻度B的 像（折射成像）恰好跟直尺在水面上刻度A的像（反射 成像）重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可 求出水的折射率
二、基本操作步骤：
１、固定白纸于绘图板．
２、画出界面线aa′、法线NN′和 入射光线OA. 3、放好玻璃砖，画下界面bb′. 4、插针法定出射光线：在OA上竖直插上P1、P2，透过 玻璃砖观P1、P2的像，调整视线直到P2的像挡住P1的 像，再在观察者一 侧竖直插P3、P4，使P3挡住P1、P2 的 像，P4挡住 P3本身和P1、P2 的像，记下P3、P4的位置。 5、作图确定出射光O′B、出射点O′、折射光线ＯＯ′. 6、测量入射角i和折射角r，查出正弦值并记入表格
思考:当入射角足够大时,在平行玻璃砖的下表面上会不会 发生全反射? 不会!
例：如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中ABC
表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角α和β都是已 知的，紧贴直角边AC的是一块平面镜，将束光线SO入射 到棱镜的AB面上，适当调整SO的入射方向，使从AB面 出射的光线与入射光线SO恰好重合，在这种情况下，仅 需要测出一个物理量 SO与AB夹角i就可以算出该棱镜的 ________ 折射率，则计算折射率的表达式为n= cosi/sinα _________。
与看到的绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视 深h′，再测出水的实际深度h ini/sinr （插针法等） ２、利用n=1/sinC (全反射法） 3、利用视深公式 n=h/h′(视深法） 4、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像
三、测折射率方法 1、利用n=sini/sinr （插针法等） ２、利用n=1/sinC (全反射法） 3、利用视深公式 n=h/h′(视深法） 4、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像
5、观察法
观察法：
取一圆筒，放在水平桌面上，如图所示，从点A观 察，调整视线恰好看到筒底边缘点B，慢慢向筒中注入 清水至满，仍从点A观察，能看到筒底的点C，记录点 C位置，量出筒高h，筒的内径d及C到筒另一边缘D的 距离l，则：