高考物理一轮复习 实验13 测定玻璃的折射率课件

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，如图所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针 P1、P2(位置如图)．用P1、P2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 P3、P4？(试在图中 标出 P3、P4 的位置)
(1)在图上作出所需的光路； (2)为了测出棱镜玻璃的折射率， 需要测量的是____________，在图上标出它们； (3)计算折射率的公式是 n＝________.
[解析] (1)如图所示．
(2)需要测量的物理量有：入射角 θ1、折射角 θ2，见图．
(3)n＝ssiinn θθ12，用量角器量出 θ1、θ2，查出 sin θ1、sin θ2 的值代
(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，记录下每次的入射角 θ1 和折射角 θ2.
二、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ssiinn θθ12，并取平均值．
入可求出 n.
[答案]
(1)见解析图
(2)入射角 θ1
折射角 θ2
sin θ1 sin θ2
名师归纳点题破疑
1．用插针法计算折射率的关键是确定入射光线和折射光线， 与玻璃砖的形状无关．
2．计算折射率除利用折射现象外，还可以利用全反射现象．
[类题练熟]
1．某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，他以O点 为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O′连线 的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作 法 线 NN′ 的 垂 线 CD 交 NN′ 于 D 点 ， 如 图 所 示 ． 用 刻 度 尺 量 得 OB ＝ 8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝__________.
____________________________________________________. (2)然后移去玻璃砖与大头针．试在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 表示的折射率公式为 n＝________.
答案：1.50
AB 解析：由折射定律得 n＝ssiinn ∠∠CAOODB＝OCDA
OC 因为 OA＝OC， 所以 n＝CADB＝ OAC2－D OB2＝ 10.040.20－0 8.002＝1.50.
[考点二] 数据处理与误差分析
[试题调研]
[调研2] 一块玻璃砖有两个相现要测定此玻璃的折射率．给定 的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度 的直角三角板、量角器．
(4)在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线 aa′对齐，并 画出另一条长边的对齐线 bb′.
(5)通过玻璃砖观察并调整视线方向，使 P1 的像被 P2 挡住，然后 在观察一侧插上大头针 P3，使 P3 同时挡住 P2、P1 的像，再插上 P4 挡住 P3 及 P2、P1 的像．
(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P3、P4 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′，则 OO′ 即玻璃砖内的折射光线．
(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
n＝ssiinn
θ1可知图象应为直线，如 θ2
图所示，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′.如图所示，sin θ1＝EOHE，sin θ2＝ EO′EH′′，OE＝OE′＝R，则 n＝ssiinn θθ12＝E′EHH′.只要用刻度尺量出 EH、E′H′的长度就可以求出 n.
选修3－4 振动与波选动考光部学分相对论
实验十三 测定玻璃的折射率
网控基础点 读读有底气
实验目的 和器材
实验原理
实验目的 (1)测定玻璃的折射率． (2)学会用插针法确定光路.
玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔．
如图所示，当光线 AO1 以一定的入射角 θ1 穿过两面平行的玻璃砖时，通 过插针法找出跟入射光线 AO1 对应的出射光线 O2B，从而求出折射光线
O1O2
和折射角
θ2，再根据
n＝ssiinn
θ1或 θ2
n＝QPNN′计算出玻璃的折射率．
实验器材
重视实验操作 提高实验技巧
一、实验步骤 (1)如图所示，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)画出直线 AO 作为入射光线，并在 AO 上插上 P1、P2 两枚大 头针．
四、误差分析 (1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出 射侧所插大头针间距应大一些． (2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大一些， 以减小测量的相对误差．
研细核心点 练透实验题
[考点一] 实验原理与操作
[试题调研]
[调研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本身和 P1、P2的像．在纸上标出大头针位置和三棱镜位置如图所示：
三、注意事项 (1)玻璃砖应适当宽些且实验中玻璃砖的位置不要移动．用手拿 玻璃砖时，只能接触玻璃砖的毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界 面． (2)大头针应竖直插入，两大头针间距离应大些． (3)所选入射角不应过大，否则在另一侧看不清P1、P2的像；也 不应过小，否则测量误差较大． (4)由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线 要一一对应．