高考物理一轮总复习精品课件 第13章 光学 电磁波 相对论 实验探究课15 测定玻璃的折射率.ppt

研考点精准突破考点一实验原理与操作典例1.某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。(1)下列措施能够提高实验准确程度的有;?A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是;?(3)该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=。(用图中线段的字母表示)?解析(1)在插针法测定玻璃的折射率实验中,使用两光学面间距大的玻璃砖能更准确地确定玻璃砖内光线的位置,有利于减小实验误差,而两光学面是否平行对测量折射率没有影响,选项A正确,B错误;插针时要求后插的针挡住先插的针或先插的针的像,故选用细一点的大头针能更准确地确定光线位置,提高实验精确度,选项C错误;实验中是根据同侧两枚大头针的连线来确定入射光线或出射光线,故距离大些更好,选项D正确。(2)由题图可知实验使用的是平行玻璃砖,故出射光线应该与入射光线平行,选项A出射光线与入射光线在同一直线上,选项B、C中出射光线与入射光线不平行,故只有选项D正确。对点演练1.在“测定玻璃的折射率”的实验中。(1)小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸,白纸上有如图甲所示的实验器材,他认为除了缺刻度尺还少了一种器材,请你写出所缺器材的名称:。老师将器材配齐后,该同学进行实验,图乙是他在操作过程中的一个状态,第四枚大头针应在图乙中的位置(选填“A”“B”或“C”)。(2)小红同学利用方格坐标纸测定玻璃的折射率,如图丙所示,AO是画在纸上的直线,她在直线AO适当位置竖直插上P1、P2两枚大头针,放上半圆形玻璃砖,使其圆心与O重合,然后插上P3、P4两枚大头针,以确定折射光线。其中她确定P3大头针位置的方法应当是。操作完成后,她用圆规作了一个以O为圆心、半径与玻璃砖半径相同的半圆(如图丙中虚线所示),则她测出玻璃的折射率n=。?答案(1)大头针B(2)透过玻璃砖看,P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像1.5解析(1)实验器材还缺少大头针;依据光的折射定律及玻璃砖上、下表面平行,那么出射光线与入射光线相互平行,因此第四枚大头针应在图乙中的位置B处。(2)透过玻璃砖看,P3大头针挡住P1、P2两枚大头针的像。如图所示,作出法线,过圆与入射光线、折射光线的交点分别作法线的垂线BB和CC,由数学知识得,入射角和考点二实验数据处理与误差分析典例2.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,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和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓,如图甲所示,其中O为两圆弧圆心,图中已画出经P1、P2点的入射光线。(1)在图甲上补画出光路以及入射角i和折射角r。(2)用所测物理量计算折射率的公式为n=。?(3)为了保证在弧面CD得到出射光线,实验过程中,光线在弧面AB的入射角应适当(选填“小一些”或“大一些”)。?(4)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图乙所示的图像,由图像可知该玻璃砖的折射率n=。?解析(1)连接P3、P4与CD交于一点,此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置,由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置,连接两交点即可作出玻璃砖中的光路,如图所示。(3)为了保证能在弧面CD上有出射光线,实验过程中,光线在弧面AB上的入射角应适当小一些,才不会使光线在CD面上发生全反射。对点演练2.某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率,如图所示,已确定好入射方向AO与玻璃砖界面aa的夹角为α,插了两枚大头针P1和P2,1、2、3、4分别是四条直线。(1)在bb侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在(选填“1”“2”“3”或“4”)线上;?(2)实验中画出入射点与出射点的连线,并测得连线与玻璃砖界面aa的夹角为β,则玻璃的折射率n=;?(3)若描出玻璃砖两边界线aa、bb后,不小心将玻璃砖沿OA方向平移