高三物理测定玻璃的择射率复习浅析.ppt

* 用插针法测定玻璃的折射率． 第2讲 实验 测定玻璃的择射率 光的折射定律n＝ . 玻璃砖、木板、白纸、图钉、大头针、量角器、三角板、铅笔． 一、铺白纸、画线 1. 如图2－2－1所示，将白纸用图钉按在绘图板上，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．把平行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′. 二、插针与测量 3．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． 4．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. 5．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． 6．改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据． 三、数据处理 实验数据的处理方法有： 7．计算法：计算每次折射率n，求出平均值 . 8．图象法：作sin θ1－sin θ2图象，由n＝ 可知图象 应为直线，如图2－2－2所示，其斜率为折射率． 9．单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用单位圆法． (1)以入射点O为圆心，以一定长度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2－2－3所示． (2)由图中关系 只要用刻度尺测出EH、E′H′的长度就可以求出n. 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．观察P1、P2的像，确定P3、P4位置时可能出现误差． 2．用量角器测量入射角θ1，折射角θ2时可能出现误差． 【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2－2－4所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图2－2－4)．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n＝____________. 解答：(1)在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射，aa′反射，再经bb′折射)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2(或P1)的像和P3.P3、P4的位置如图所示． (2)①过P1、P2作直线与bb′交于O； ②过P3、P4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，如上图所示，连接ON； ⑤∠P1OD＝θ1，∠CON＝θ2. (3)由折射率的定义可得n＝ . 【例2】 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2－2