学案实验：测定玻璃砖的折射率

《测定玻璃的折射率》教案度，60度，75度，测量出他们对应的折射角分别为：9.8度，19.0度，34.5度，39.4度。

算出他们对应的正弦值，代入表格，算出折射率n分别为：1.524,1.534，1.530，1.521。

取他们的平均值，最后得到玻璃的折射率：n=1.528。

我们也可以采取另一种方式处理数据。

以折射角的正弦值为横坐标，以入射角的正弦值为纵坐标建立坐标系，根据表格中的数据描点、连线。

最后所描绘图线为一条直线，其斜率k即为玻璃的折射率。

4.注意事项（1）玻璃砖应选用宽度较大的，若宽度太小，则测量误差较大。

（2）用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃的毛面或棱，不能直接用手触摸玻璃砖的光学面。

（3）严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖界面aa′和bb′，以免划伤玻璃砖。

（4）实验中，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，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大一些，以减小确定光路方向时造成的误差。

（6）实验时，入射角不宜过小，否则会增大测量角度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折射光线太弱。

熟悉本实验需要注意的事项拓展提升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（光线不能通过表面）.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。

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。

（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射入玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。

简要写出作图步骤。

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。

实验学案59 测定玻璃的折射率实验目的测定玻璃砖的折射率 实验原理图1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． 实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔． 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，使其中一个长边与直线aa′对齐，并画出另一条对齐线bb′.5．眼睛在另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． 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． 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bb′.2．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．3．大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖两侧每两枚大头针P 1和P 2间、P 3和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．4．实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb′一侧将看不清P1、P2的像．5．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大．题型实验原理、操作及误差分析【例1】(2010·福建理综·19(1))某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所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2所示．①此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．图2图3例2 (2010·温州模拟)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．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3所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图所示)．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？试在题图中标出P3、P4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表示的折射率公式为n＝____________.例3(2011·浙江宁波质检)如图4所示，在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其他透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的．阅读上述材料，回答下列问题：(1)①若把铁丝插在________位置，无论沿水平方向从什么方向看，铁丝均无折断现象；②如图4所示的情景，与实际观察到的情况相符的是(其中O为圆心)________．图4(2)利用上述现象，用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝，可测液体折射率．实验步骤是：①实验图5所示，图5用刻度尺测量找出直径AB，并把刻度尺在刻度线的边缘与AB重合后固定并测出半径R.②将一根细铁丝竖直固定于B处，用三角板找出过圆心O的垂直AB的直线，交杯缘于C，把一根细铁丝竖直固定于C点．③________________________________________________________________________________________________________________________________________________.④________________________________________________________________________.⑤________________________________________________________________________.完成上面的实验步骤，填在相应横线上．(3)利用上面的测量值，推算出折射率n的表达式(要有推算过程)．1．关于“测定玻璃折射率”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．如图6所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下各说法中正确的是( )图6A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C．入射角θ1适当大些，可以提高准确度D．入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行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7，①、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．则图7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________________________________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．4.图8如图8所示为用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC；在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像______________，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针P3、P4，使P3______________、P4__________________，记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°，则该透光物质的折射率n为________，并在图中正确的画出完整的光路图．5．如图9所示，画有直角坐标系xOy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原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP3与y轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率．某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是________________________．若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像，确定P3位置的方法是______________．若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝__________.图96．在一次测定玻璃的图10折射率的实验中，采用了如下方法：将一块半圆形玻璃砖放在水平面上(如图10所示)，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好看不到出射光线，这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小，那么上述测定方法主要是利用了__________的原理，该玻璃的折射率n＝________.7．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11所示，在一个圆盘上，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、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2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P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．则：图11(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？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________．8．(2011·哈尔滨第二次模拟)如图12所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示，O为玻璃砖的圆心)，然后插上P3、P4大头针．图12(1)其中他确定P3大头针位置的方法应当是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示．该同学移去玻璃砖，用圆规做了一个以O 为圆心，半径与玻璃砖相同的圆(如图中虚线所示)．请你根据图中坐标纸的数据算出玻璃砖的折射率n ＝________(保留两位有效数字)．9.如图13所示，图13在一盛满水的大玻璃缸下面放一能发出红光的小灯泡，在水面上观察，可以看到一圆形发光面，测出发光面的直径D 及水的深度h ，则(1)该红光在水中的折射率是多少？(2)如果把小灯泡换成能发射紫光的小灯泡，圆形发光面的直径D 将如何变化？实验学案59 测定玻璃的折射率【热点题型精析】例1①cos θ1cos θ2⎣⎢⎡⎦⎥⎤或－θ1－θ2 ②大 解析 ①据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n ＝－θ1－θ2＝cos θ1cos θ2；②玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．例2 见解析解析 (1)在bb′一侧观察P 1、P 2(经bb′折射、aa′反射，再经bb′折射)的像，在适当的位置插上P 3，使得P 3与P 1、P 2的像在一条直线上，即让P 3挡住P 1、P 2的像；再插上P 4，让它挡住P 2、P 1的像和P 3，P 3、P 4的位置如下图所示．(2)①过P 1、P 2作直线与bb′交于O ；②过P 3、P 4作直线与bb′交于O′；③利用刻度尺找到OO′的中点M ；④过O 点作bb′的垂线CD ，过M 点作bb′的垂线与aa′相交于N ，如图所示，连接ON ； ⑤∠P 1OD ＝θ1，∠CON＝θ2.(3)由折射率的定义可得n ＝sin θ1sin θ2. 例3 (1)①圆心O 处 ②BC (2)③把另一根铁丝紧靠直尺AB 边移动，使其折射像与C 处、B 处的铁丝三者重合 ④测出铁丝距B(或A)的距离 ⑤求出折射率 (3)由上面实验步骤知P′是铁丝在P 时的像，PC 为入射光线，θ1、θ2为对应的入射角和折射角，如图所示，由折射定律得n ＝sin θ2sin θ1，又sin θ2＝BO BC ＝R 2R ＝22sin θ1＝OP PC ＝R －PB R 2＋－2 n ＝2R 2＋－2R －PB .【课时效果检测】1．B2．AC [因为实验中的入射光线和折射光线都是通过隔着玻璃砖观察在一直线上后确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差．A 正确，B 错误；入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，C 正确；由于光通过玻璃砖时，各相关角度是互相制约着的，在平行玻璃砖中，其出射角恒等于入射角，而对于入射的界面，光线是从光疏介质射入光密介质，折射角必小于入射角，当入射角趋于最大值90°时，折射角也趋于最大值C(临界角)，而对于出射的界面，在玻璃砖内的折射光线的入射角最大值也只能为C ，根据光路可逆原理，出射角最大值也趋于90°，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，D 错．]3．偏小 不变 可能偏大、可能偏小、可能不变解析用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．4．被P 2的像挡住 挡住P 1、P 2的像 挡住P 1、P 2的像和P 3 2解析折射率的测定原理是依据折射定律n ＝sin θ1sin θ2，利用插针法将光在介质中的传播路线确定，从而测出相应的入射角θ1和折射角θ2，求解出n 值．而插针便是利用它挡住物体(大头针)的像，用P 3挡住P 1、P 2的像是为了确定入射光线，用P 4挡住P 3并挡住P 1、P 2的像是为了确定出射光线．由题条件可画出如图所示的完整光路图，且θ1＝45°，θ2＝30°，所以n ＝sin θ1sin θ2＝sin 45°sin 30°＝2212＝ 2. 5．另画一条更靠近y 轴正方向的直线OA ，把大头针P 1、P 2竖直地插在所画的直线上，直到在y ＜0区域透过玻璃砖能看到P 1、P 2的像 竖直插上大头针P 3，使P 3刚好能挡住P 1、P 2的像 sin βsin α解析 无法看到P 1、P 2的像是OA 光线的入射角过大，发生全反射的缘故．P 3能挡住P 1、P 2的像说明OP 3是OA 的折射光线．6．全反射 1sin θ解析 当半圆形的玻璃砖刚转过θ角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光线，就说明此时恰好发生全反射．因原来入射光线与界面垂直，故当玻璃砖转过θ角时，法线方向也转过θ角，故此时入射角为θ，θ角即为发生全反射的临界角，故有sin θ＝1n，n ＝1sin θ. 7．(1) 3 (2)P 4 (3)1解析 (1)在本题中EF 为法线，AO 视为入射光线，OP 3可视为折射光线根据折射率公式可得：n ＝sin∠EOP 3s in∠AOF ＝sin 60°sin 30°＝ 3 (2)由图可知P 4处对应的折射角大，而入射角相同由n ＝sin θ1sin θ2，可得：P 4处折射率大． (3)因∠AOF＝∠EOK，入射角等于折射角，所以折射率为1.8．(1)透过玻璃砖调整视线让P 2的像挡住P 1的像，在该视线方向竖直插上P 3，使其挡住P 2和P 1的像 (2)1.59．(1)D 2＋4h 2D(2)变小 解析 (1)光路图如图所示sin C ＝D2⎝ ⎛⎭⎪⎫D 22＋h 2而sin C ＝1n ，所以n ＝D 2＋4h 2D(2)如果将红光换成紫光则n 将增大，临界角C 减小，因此水面上的圆形发光面会减小，即D 会变小．。

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()。

玻璃折射率的测量实验教案玻璃折射率的测量光从真空射⼊介质发⽣折射时，⼊射⾓i与折射⾓r的正弦之⽐⾏叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。

折射率是光学介质的⼀个基本参量，也等于光在真空中的速度c与在介质中的相速v之⽐。

两种介质进⾏⽐较时,折射率较⼤的称光密介质,折射率较⼩的称光疏介质。

某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。

同⼀介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减⼩⽽增⼤，即红光的折射率最⼩，紫光的折射率最⼤。

通常所说某物体的折射率数值多少（例如，⽔为1.33，⽔晶为1.55，⾦刚⽯为2.42，玻璃按成分不同则有⼀定范围1.5 ~1.9），是指对钠黄光（波长5893×10-10m）⽽⾔。

⽆论在⽇常的⽣活中还是在现代⼯业中，玻璃⽤品都得到了⼴泛应⽤。

然⽽，不同的玻璃制品，采⽤的玻璃并不完全相同。

玻璃的折射率数值越⼤，表明玻璃使⼊射光发⽣折射的能⼒越强。

玻璃折射率作为玻璃性能的⼀个基本重要参数，在很⼤程度上决定了玻璃产品性能。

在玻璃的制造与⽣产过程中，需要实时准确地测量玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。

本实验将分别⽤视深法和光路法测量玻璃砖的折射率。

⼀、实验⽬的1．掌握测定玻璃折射率的原理和⽅法。

2．⽤读数显微镜测量玻璃折射率。

3．⽤光路法测定玻璃的折射率。

⼆、实验仪器读数显微镜、激光器、游标卡尺、平⾏玻璃砖、⽛签、⽩纸。

三、实验原理光线通过两介质的界⾯折射时，确定⼊射光线与折射光线传播⽅向间关系的定律称为折射定律，它是⼏何光学基本定律之⼀，是各种光学仪器的理论根据。

折射定律可表⽰为n1sin i =n2sin r式中i, r分别为⼊射⾓和折射⾓，n1，n2分别为⼊射介质和折射介质的折射率。

折射率作为反映光学性质的物理量，其⼤⼩不仅取决于介质的种类，也与⼊射光的波长有关。

空⽓的折射图1 光线的折射率近似为1。

1、视深法测量折射率原理如图2所⽰，在玻璃砖底部有⼀发光点P ，由于玻璃折射率与空⽓折射率不同，P 点发出的光线会在玻璃与空⽓的界⾯M 点处发⽣折射，出射光线的反向延长线与OP 的交点为P ′。

一、实验目的测定玻璃的折射率．二、实验原理如图13－1－17所示,当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,从而确定了玻璃砖中的折射光线OO′,量出入射角θ1和折射角θ2，根据n＝错误!算出玻璃的折射率．三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、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′代表两种介质的界面，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．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长边bb′。

4．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.5．在玻璃砖bb′一侧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的像挡住；再在bb′一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身．6．移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置．过P3、P4作直线O′B交bb′于O′,连结O、O′，OO′就是玻璃砖内折射光线的方向,∠AON为入射角θ1,∠O′ON′为折射角θ2。

7．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里．8．用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值,记入表格里．9．算出不同入射角时sinθ1sinθ2的值,比较一下，看它们是否接近于一个常数，求出几次实验时测得数据的平均值，就是玻璃的折射率．一、数据处理的其他方法1．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13－1－18所示．由于sinθ1＝错误!，sinθ2＝错误!.而CO＝DO，所以折射率:n1＝错误!＝错误!。