实验:测定玻璃砖的折射率
- 格式:doc
- 大小:44.00 KB
- 文档页数:2
一、实验目的1. 理解光的折射现象,掌握折射定律。
2. 学会使用折射仪测定玻璃的折射率。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
折射率是描述介质折射能力的物理量,通常用n表示,其定义式为:n = sinθ1 / sinθ2其中,θ1为入射角,θ2为折射角。
本实验采用折射仪测定玻璃的折射率,通过测量入射角和折射角,利用折射定律计算出玻璃的折射率。
三、实验仪器与材料1. 折射仪2. 玻璃砖3. 精密刻度尺4. 计算器5. 实验记录表四、实验步骤1. 将玻璃砖放置在折射仪的测量平台上,确保玻璃砖与测量平台平行。
2. 打开折射仪电源,预热5分钟。
3. 将精密刻度尺固定在折射仪的入射光路中,调整刻度尺,使入射光线垂直照射到玻璃砖上。
4. 读取入射角θ1,记录在实验记录表中。
5. 将精密刻度尺移动到折射光路中,调整刻度尺,使折射光线垂直照射到玻璃砖上。
6. 读取折射角θ2,记录在实验记录表中。
7. 重复步骤4-6,共测量5次,取平均值作为最终结果。
五、数据处理与结果分析1. 计算每次测量的折射率n,公式为:n = sinθ1 / sinθ22. 计算折射率的平均值,公式为:n_平均 = (n1 + n2 + n3 + n4 + n5) / 53. 结果分析:将实验测得的折射率与玻璃的标准折射率进行比较,分析误差产生的原因。
六、实验结果实验测得的玻璃折射率平均值为1.516,与玻璃的标准折射率1.523相近,说明本实验测量结果准确可靠。
七、实验总结1. 通过本实验,掌握了折射定律的应用,了解了折射仪的使用方法。
2. 提高了实验操作能力和数据处理能力,培养了严谨的科学态度。
3. 了解了误差产生的原因,为今后实验研究提供了有益的参考。
八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,避免损坏实验仪器。
2. 确保玻璃砖与测量平台平行,以免影响测量结果。
插针法测定玻璃砖的折射率实验插针法测定玻璃砖的折射率实验【实验原理】光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转,而出射光线与入射光线平行。
由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径,而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径,从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i和在玻璃砖内的折射角i′,由n=sini/sini′即能求出玻璃的折射率。
【目的和要求】应用折射定律测定玻璃的折射率,加深对折射定律的理解。
【仪器和器材】玻璃砖(J2506型),钢直尺,大头针,量角器或圆规,图板,图钉或透明胶带,白纸或坐标纸。
【实验方法】1.插针将一张八开的白纸或坐标统,平铺在绘图板上,用图钉或透明胶带固定,玻璃砖平放在纸中央。
取一枚大头针,紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近,垂直插牢在图板上。
插针点为O点,取第二枚大头针,垂直插在O点左上方的O1点。
实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD的下方,沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针,移动观察位置,使两sini′=P′B′/Rn=sini/sini′=PB/P′B′用钢直尺测出PB及P′B′,代入上式即可计算出折射率。
根据图5.1-2,用上述两种方法测得的结果列在表中。
表 1ii′nPBP′B′n45°28°1.5180.7毫米53.8毫米1.50【思考题】1.为了提高实验的精度,减小误差,在图5.1-2中下面的哪种办法是可取的?(1)增大插针O、O1之间的距离。
(2)减小插针O、O1之间的距离。
(3)适当增大入射角i。
(4)减小入射角i。
2.有同学认为实验时如所用玻、璃砖太厚,当入射角太大时,将会在玻璃砖第二个表面产生全反射,使实验无法进行。
实验报告:测定玻璃的折射率【实验目的】应用光的折射定律测定玻璃的折射率【实验原理】如图1所示,在玻璃砖的上方插两颗大头针P]和P2,在玻璃砖的下方观察时,由于光线的两次折射,P1和P2的虚像将在—和的位置。
为了确定沿P]、P2方向射入的光线(在玻璃中)的折射光线方向,可在玻璃砖下方插—和—两颗大头针,并让它们挡住P]'和P2'(在下方观察,可以看到P「、P2'、P3、P4在一条直线上)。
P]、P2的连线与玻璃砖上边缘交点为O,P3、P4的连线与玻璃砖上边缘交点为O',连接O、O'即是玻璃中的。
测量入射角和折射角,利用即可得出玻璃的折射率。
【注意事项】1、插针时,P]、P2的间距(或P3、P4的间距);2、画出玻璃砖的边线后,在插针的过程中玻璃石(尤其不要扭动);3、入射角不要太大(折射光强度太小),也不要太小(不能反映正弦之比为恒量的规律);4、如果是用圆规作数据处理,圆的半径不要太小。
【实验器材】玻璃砖、白纸、泡沫塑料板(图钉)、、三角板、量角器(或圆规)【实验步骤】1、将白纸用图钉钉在泡沫塑料板上。
2、将玻璃砖放在白纸上,借助三角板画出玻璃砖的__________ 。
3、按图1所示放好玻璃砖后,插上大头针与、P2。
4、在玻璃砖的下放观察P「P2的像,并用大头针挡住它们的像P「、P2',将%插入白纸。
5、再用大头针___ 挡住P「、P2'和P3并插入白纸。
6、取下玻璃砖,用三角板过P]、P2画直线、过P3、P4画直线,分别与玻璃砖的上、下边界线交于O、O'点,连接O、O'得到玻璃中的折射光线。
7、量出入射角和折射角,用折射定律计算玻璃的折射率。
8、改变,重复2〜7步骤,多测几组。
【数据处理】数据组次入射角0 .折射角" sin0 ,sin e 2折射率n n的平均值12345。
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.图2图33.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,则长方体介质的折射率可表示为n =__________;图4图5(2)乙同学的做法是:缓慢调节射到AB 面上光线的入射角,使AD 面也恰好无光线射出.测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2,则长方体介质的折射率可表示为n =____________;(3)θ1和θ2的关系为:θ1______θ2(填“>”、“<”或“=”).例3 学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图4所示.在一圆盘上,过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ,在半径OA 上,垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2,并保持P 1、P 2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P 1、P 2的像,并在圆周上插上大头针P 3,使P 3正好挡住P 1、P 2的像,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P 3所插的位置,就可直接 读出液体折射率的值,则:(1)若∠AOF =30°,OP 3与OC 的夹角为30°,则P 3处所对应的折射率的值为________.(2)图中P 3、P 4两位置哪一处所对应的折射率的值大?答:________________________________________________________________________.(3)作AO 的延长线交圆周于K ,K 处所对应的折射率值应为________.1.关于“测定玻璃的折射率”的实验中,下列说法中不正确的是 ( )A .有一组入射角(θ1≠0)和折射角,便可以得出玻璃的折射率B .在本实验中采用玻璃砖,这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率C .本实验的各项步骤,都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的D .棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率2.用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中,已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′,若不慎将玻璃砖向上平移了一些,放在图5所示的位置上,而实验中其他操作均正确,则测得的折射率将 ( ) A .偏大 B .偏小 C .不变 D .无法确定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6①、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 ′为界面画图7图8 图9光路图,则图 6甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”). 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”). 丙同学测得的折射率与真实值相比________.4.如图7所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,在平铺的白纸上垂直纸面插上大头针P 1、P 2确定入射光线,并让入射光线过圆心O ,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,连接OP 3.图中MN 为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点. (1)设AB 的长度为l 1,AO 的长度为l 2,CD 的长度为l 3,DO 的长度为l 4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量______,则玻璃砖的折射率可表示为____________.(2)该同学在插大头针P 3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________(填“偏大”、“偏小”或“不变”).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,在棱镜的一侧插入两枚大头针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的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3、P 4,使P 3挡住P 1、P 2的像,P 4挡住P 3和P 1、P 2的像,在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图8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. 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P 1的像被P 2的像挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3及P1和P2的像.在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图9所示(O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1、P2点的入射光线)(1)在图上补画出所需的光路.(2)为了测出玻璃砖的折射率,需要测量入射角θ1和折射角θ2,请在图中标出这两个角.(3)用所测物理量计算折射率的公式是n=____________.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应尽量________(“小一些”或“无所谓”或“大一些”).答案课堂探究例1 (1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2 例2 (1)l 22+l 23 sin θ1l 3(2)1+sin 2θ2 (3)>例3 (1) 3 (2)P 4对应的折射率的值大(3)1随堂训练1.B2.C [经过玻璃砖的光路如图中实线所示,由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线,如图中虚线所示,由几何知识可知,测出 的折射角与真实的折射角相同.]3.偏小 不变 可能偏大,可能偏小,也可能不变4.(1)l 1和l 3l 1l 3(2)偏大 5.见解析解析 (1)光路图如图所示,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 ′,连接OO ′,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)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). 6.(1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2(4)小一些 解析 (1)光路图如图所示.(2)入射角θ1和折射角θ2如图中所示。
测定玻璃砖折射率数据处理三方法 邢台市第一中学 史鸿耀 高二物理教材测定玻璃砖的折射率实验是学生必修实验,该实验是测定固体折射率的一种粗略方法,现将数据处理做一下归纳方法。
方法一:用量角器测出入射角α、折射角β,
据折射率公式n=βαsin sin 可以计算出玻璃的折射率。
方法二:以O 1圆心以任意长为半径(半径要
尽能长些约10㎝)画圆交入射光线AO 1于M 点、
交折射光线O 1O 2于P 点,过M 、P 作NN 1的垂线MK 、PQ ,n=βαsin sin =1
1PO QP MO MK =QP MK ,据所推导的公式我们用刻度尺测出MK 、QP 的长度,即可求
出折射率n 。
方法三:在讲解该方法前先来推导一个例题,题
目如下:如图3所示,平板玻璃砖的厚度为h,其折
射率为n ,一束光以入射角α射向平板玻璃砖,试求
经玻璃砖出射光线相对入射光线的侧移量OA 是多
少?
解:设OO 1的长度为L ,侧移量OA 为△x ,折射角为β,据光的折射定律有:n=β
α
sin sin 在三角形△OO 1A 中,△x=Lsin(α-β)=βcos h (sinα cosβ-cosα sinβ)=hsinα-hcosα α
βcos sin =hsinα{1-ααsin 2
2cos -n } 借助上式只要我们用刻度尺测出h 和△x 、和入射角α则可以求出折射率n
小结:三种方法可以在一次数据处理中使用,开阔了学生的眼界,也起到验证作用。
N
1。
实验报告:测量玻璃折射率高二( )班 姓名: 座号:【实验目的】1、明确测定玻璃砖的折射原理2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤3、会进行实验数据的处理和误差分析【实验原理】如图所示,要确定通过玻璃砖的折射光线,通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O 1B ,就能求出折射光线OO 1和折射角θ2,再根据折射定律就可算出玻璃的折射率n=。
【实验器材】平木板、 白纸、 玻璃砖1块、 大头针4枚、 图钉4个、 量角器(或三角板或直尺)、 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ad 作为玻璃砖的上界面,画一条线段AO 作为入射光线,并过O 点画出界面ad 的法线NN 1。
3、把长方形的玻璃砖放在白纸上,使他的一个长边ad 跟严格对齐,并画出玻璃砖的另一个长边bc.。
4、在AO 线段上竖直插上两枚大头针P 1P 2.5、在玻璃砖的ad 一侧再插上大头针P 3,调整眼睛观察的视线,要使P 3 恰好能挡住P 1P 2在玻璃中的虚像。
6、用同样的方法在玻璃砖的bc 一侧再插上大头针P 4,使P 4能同时挡住P 3本身和P 1P 2的虚像。
7、记下P 3、P 4的位置,移去玻璃砖和大头针。
过P 3、P 4引直线O 1B 与bc 交于O 1点,连接OO 1,OO 1就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线的方向。
入射角θ1=∠AON ,折射角θ2=∠O 1ON 1 8、用量角器量出入射角θ1和折射角θ2。
查出入射角和折射角的正弦值,记录在表格里。
9、改变入射角θ1,重复上述步骤。
记录5组数据,求出几次实验中测得的21sin sin θθ的平均值,就是玻璃的折射率。
【注意事项】1、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bc 。
2、实验过程中,玻璃砖在纸上的位置不可移动.3、玻璃砖要选用宽度较大的,宜在5厘米以上,若宽度过小,则测量折射角度值的相对误差增大;用手拿玻璃砖时,只能接触玻璃毛面或棱,严禁用玻璃砖当尺子画界面; 4、入射角i 应在15°~75°范围内取值,若入射角α过大。
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()。
§19-5 测定玻璃的折射率
应用光的折射定律测定玻璃的折射率
【实验原理】
如图1所示,在玻璃砖的上方插两颗大头针P1和
P2,在玻璃砖的下方观察时,由于光线的两次折射,
P1和P2的虚像将在P1′和P2′的位置。
为了确定沿P1、P2方向射入的光线(在玻璃中)
的折射光线方向,可在玻璃砖下方插P3和P4两颗大头
针,并让它们挡住P1′和P2′(在下方观察,可以看
到P1′、P2′、P3、P4在一条直线上)。
P1、P2的连
线与玻璃砖上边缘交点为O ,P3、P4的连线与玻璃砖
上边缘交点为O′,连接O、O′即是玻璃中的折射光
线。
测量入射角和折射角,利用折射定律即可得出玻璃的折射率。
【注意事项】
1、插针时,P1、P2的间距(或P3、P4的间距)不要太小;
2、画出玻璃砖的边线后,在插针的过程中玻璃砖不要挪动(尤其不要扭动);
3、入射角不要太大(折射光强度太小),也不要太小(不能反映正弦之比为恒量的规律);
4、如果是用圆规作数据处理,圆的半径不要太小。
【实验器材】
玻璃砖、白纸、泡沫塑料板(图钉)、大头针、三角板、量角器(或圆规)
【实验步骤】
1、将白纸用图钉钉在泡沫塑料板上。
2、将玻璃砖放在白纸上,借助三角板画出玻璃砖的上、下边界线。
3、按图1所示放好玻璃砖后,插上大头针P1、P2。
4、在玻璃砖的下放观察P1、P2的像,并用大头针P3挡住它们的像P1′、P2′,将P3插入白纸。
5、再用大头针P4挡住P1′、P2′和P3插入白纸。
6、取下玻璃砖,用三角板过P1、P2画直线、过P3、P4画直线,分别与玻璃砖的上、下边界线交于O、O′点,连接O、O′得到玻璃中的折射光线。
7、量出入射角和折射角,用折射定律计算玻璃的折射率。
8、改变入射角,重复2~7步骤,多测几组。
【数据处理】
【思考题】
1、测玻璃的折射率实验中,除了玻璃砖、白纸、量角器和一些作图工具外还需要()
A、线光源
B、感光纸B、大头针
C、分光镜
2、实验中下列操作正确的是()
A、在白纸上用铅笔紧靠玻璃砖画出玻璃砖界面aa′、bb′
B、预先在界面aa′上画好光路P1P2。
选定入射角,插好大头针
C、在玻璃砖的另一侧观察大头针P1P2,使它们在一条直线上,并在合适位置插上大头针P3P4
D、移去玻璃砖画上P1P2、P3P4分别代表入射光线和折射光线
3、如果实验中使用的玻璃砖不是上下边平行的(如图2所示),而实验的操作仍然不变,则测量的结果会受到影响吗?。