教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光及其应用 2.实验：测定玻璃的折射率.ppt

;;基础落实·必备知识全过关;;1.实验目的

测定玻璃的折射率。

2.实验原理

用插针法确定光路,找出与入射光线相对应的玻璃中的折射光线,用

测出入射角i和折射角r,根据折射定律计算出玻璃的折射率n=。?

3.实验器材

截面为矩形的玻璃砖一块,大头针四枚,白纸一张,直尺一把或三角板一个,量角器一个。;4.实验过程一定要用尺子画

(1)先在白纸上画一条直线EE,代表两种介质的分界面;再画出一直线段AB代表入射光线;然后画出分界面上B点处的法线NN,如图所示。

(2)把矩形玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与EE对齐。用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出直线FF代表玻璃砖的另一边。

(3)在直线AB上竖直地插上两枚大头针G1、G2,

放回玻璃砖,然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2

的像,调整视线方向,直到G1的像被挡住。?

(4)再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G3、

G4,用挡住G1和G2的像,用G4挡住G3以及

G1、G2的像。?;5.数据处理

(1)公式法:用量角器

此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,找出入射角和折射角的正弦值,再代入n=中求玻璃的折射率并取平均值。

(2)图像法:;易错辨析

(1)实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,同侧两针之间的距离要小。

()

(2)实验时,入射角应适当大些,以减小测量角度的误差。()

(3)操作时可以用手触摸玻璃砖的光滑光学面,也能把玻璃砖界面当尺子画界线。()

(4)在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。入射点应尽量靠近玻璃砖上界面的左侧,使之在玻璃砖的另一侧能够找到对应的出射光线。

();;;(1)在插大头针P4时,应该。(填正确选项前的字母)?

A.插上大头针P4,使P4挡住P3

B.插上大头针P4,使P4挡住P3和P2的像

C.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像

(2)实验过程中,插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量(选填“大”或“小”)一些,这样有利于减小误差。?

(3)如果玻璃砖的两光学面不平行,用插针法(选填“能”或“不能”)测出玻璃砖的折射率。?

(4)写出计算玻璃砖折射??的表达式n=(用图中物理量表示)。?;解析(1)确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3,使P3能挡住P1、P2的像,同理,确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像,A、B错误,C正确。

(2)实验过程中,插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大一些,能更准确标记光线与法线的夹角,可减小角度测量引起的相对误差。;对点演练1

在做“测定玻璃的折射率”的实验中,先在白纸上放好玻璃砖,如图所示,EE和FF分别是玻璃砖与空气的两个界面,用“×”表示大头针的位置。

(1)在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3、P4,实验时应使P3挡住,

P4挡住。?

(2)图中AO表示经过大头针P1和P2的光线,该光线与

界面EE交于O点,MN表示法线。请将光路图画完整,

并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象时的入

射角θ1和折射角θ2。

(3)该玻璃砖的折射率可表示为n=。(用θ1和θ2表示)?;答案(1)P1、P2的像P3和P1、P2的像

(2)图见解析;;(1)过P3、P4作直线交FF于O,过O作垂直于FF的直线NN,连接OO。测量图中角α和β的大小,则玻璃砖的折射率n=。?

(2)关于该实验,下列说法正确的是。(选填选项前的字母)?

A.入射角适当大些,可以提高精确度

B.P1、P2及P3、P4之间的距离取得大些,可以提高精确度

C.P1、P2的间距,入射角的大小均与实验的精确度无关

D.选择EE和FF的距离更大的玻璃砖可以减小实验误差

(3)如图乙所示,该同学在实验中将玻璃砖界面EE和FF的间距画得过宽。若其他操作正确,则折射率的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)准确值。?;(2)入射角适当大些,折射角也会大些,折射现象较明显,角度的相对误差会减小,A正确;折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的,大头针间的距离太小,引起的角度误差会较大,故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高精确度,B正确,C错误;玻璃砖的宽度越大,出射光线的侧移量越大,玻璃砖中折射光线的误差越小,D正确。

(3)将玻璃砖界面EE和FF的间距画得过宽但仍平行,而其他操作正确,导致α角偏大,由于n=,故折射率的测量值将偏小。;对点演练2

某小