高考轮冲刺总复习《实验测定玻璃折射率》精品件.ppt

教材研读考点突破 栏目索引 * * 课标版 物理 第6讲　实验：测定玻璃的折射率 [实验目的] 1.测定玻璃的折射率。 2.学会用插针法确定光路。 [实验原理] 如图所示,当光线AO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AO对应的出射光线OB,从而确定折射光线OO和折射角θ2,再根据n=?或n=?算出玻璃的折射率。 教材研读 ? [实验器材] 玻璃砖、白纸、木板、大头针(四枚)、图钉(四枚)、量角器(或圆规)、三角板(或直尺)、铅笔。 [实验步骤] 1.首先把白纸铺在木板上并用图钉将白纸固定; 2.在白纸上画一直线aa作为界面,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.把长方体玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb。 4.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 5.从玻璃砖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P3本身及P1、P2的像。 6.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4四枚大头针的同时分别记下它们的位置,过P3、P4作直线OB交bb于O。连接O、O,OO就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角,∠OON为折射角。 7.改变入射角,重复实验。 ? [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?值,并取平均值。 2.作sin θ1-sin θ2图像 改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图像,由 n=?可知图像应为直线,如图所示,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,以一定长度R为半径画圆,交入射光线AO于P点,交折射光线OO于Q点,过P作CD的垂线PN,过Q作CD的垂线QN,如图所示,则sin θ1=?,sin θ2=?,又OP=OQ=R,则n=?=?,只要用刻度尺测出PN、QN 的长度就可以求出n。 ? [注意事项] 1.实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O之间距离要稍大一些。 2.入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。太大:反射光较强,出射光较弱;太小:入射角、折射角测量的误差较大。 3.操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画边界线。 4.实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 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。 [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、出射侧所插两枚大头针间距应大一些。 2.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的误差。 考点一　实验原理与操作 ? 考点突破 典例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: (1)在图上作出光路; (2)为了测出玻璃的折射率,需要测量的是 　　　????,在图上标出它们; (3)计算折射率的公式是n=　　　????。 ?答案　见解析 ?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=?,用量角器量出θ1、θ2,查出 sin θ1、sin θ2的值代入可求出n。 1-1????[2015北京理综,21(1)]“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时,应使　　????(选填选项前的字母)。 ? A.P3只挡住P1的像 B.P4只挡住P2的像 C.P3同时挡住P1、P2的像 ?答案????C????P3应同时挡住P1、P2的像,P4应挡住P3本身和P1、P2的像,故选 项C正确。 图1 1-2　在用插针法测定玻璃的折射率的实验中,某同学操作步骤如下: ①用图钉将记录光路的白纸固定在平木板上; ②手拿玻璃砖的毛面或棱,将其轻放在白纸上; ③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa和bb; ④在aa上选择一点O,作为不同入射角的入射光线的共同入射点,