实验 测量玻璃的折射率 教案.docxVIP

实验　测量玻璃的折射率 平顶山市第一中学 物理组 黄文峰 一、实验原理与操作 测量玻璃的折射率 如图所示，用插针法确定入射角和折射角，根据n＝计算玻璃折射率。 两侧面平行的玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、刻度尺、铅笔。 1．把白纸用图钉钉在木板上。 2．用刻度尺在纸面上作一条直线aa′，过aa′上一点O作垂直于aa′的线段NN′，再过O点作一条线段AO，并使∠NOA即θ1适当大些。 3．在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，并使间距适当大些，在白纸上沿直线aa′放上被测玻璃砖。 4．沿玻璃砖的另一个侧面再作一条直线bb′。 5．在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地插一枚大头针P3，使P3恰好能同时挡住aa′一侧所插的大头针P2、P1的像。接着，在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身以及P1、P2的像。 6．标记下P1、P2、P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4作一条直线O′B，交bb′于O′点，连接OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2。 7．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小，记入表格内。 8．用上述方法分别测出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记入表格里。算出各不同入射角时的值，求出它们的平均值，就是这块玻璃的折射率。 二、数据处理 求折射率的几种方法 计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，算出不同入射角时对应的，并取平均值。 2．图像法：多次改变入射角θ1，测出对应的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2图像，由折射率公式可知图像应为一条过原点的直线，如图所示，其斜率就是玻璃的折射率。 辅助线段法：利用直尺作辅助线，测出辅助线的长度，求玻璃的折射率。 如图所示，作辅助线AB垂直于OB，量出AB、AO，作辅助线CD垂直于OD，量出CD、CO，则sinθ1＝ABAO，sinθ2＝ CDCO ，即可求出：n＝sin “单位圆法”：以入射点O为圆心，以适当长度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交NN′于H点，过E′作NN′的垂线E′H′ 交NN′于H′点。如图所示，只要用刻度尺量出EH、E′N′的长 度就可以求出n=EH 三、注意事项 1．实验时，将大头针尽可能竖直地插在纸板上，并且使P1与P2之间、P3与P4之间距离适当大一些，这样可以减小确定光路方向时出现的误差。 2．入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，太大会导致反射光太强、折射光太弱，不易确定P3、P4的位置。 3．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖当尺子画界线。 4．在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 三、拓展试验 1.用激光测侧玻璃的折射率 用分光镜直接把激光的点光源改变为线光源，再进行实验，可以重复以上实验步骤，再一次的用插针法进行实验 测量水的折射率 l l H L 通过计算可以知道n=Lll2