2025年高考物理一轮复习知识点精讲和高考模拟同步训练专题108测量玻璃砖的折射率（原卷版）.docxVIP

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第十八章光学

专题108测量玻璃砖的折射率

第一部分知识点精讲

一、实验原理与操作

1．实验目的

测定玻璃的折射率，掌握光发生折射的入射角和折射角的确定方法。

2．实验原理

用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，然后测量出角θ1和θ2，根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)计算玻璃的折射率。

3．实验器材

白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖

4．实验步骤

(1)铺白纸、画线

①如图甲所示，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NN′，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′。

(2)插针与测量

①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，如图甲所示。

②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＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。

③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值。

④改变入射角θ1，重复实验，记录相关测量数据。

5．数据处理

(1)计算法：计算每次折射率n，求出平均值eq\x\to(n)。

(2)图象法(如图乙所示)

(3)单位圆法(如图丙所示)

二、误差分析

1．确定入射光线、出射光线时不准确。

2．测量入射角与折射角时的测量误差。

3．作图时，玻璃砖的宽度绘制有误差，或因所画的两边界线不平行等原因出现误差。

三、注意事项

1．玻璃砖要用厚度较大的；

2．入射角应在30°到60°之间；

3．大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些；

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。

【创新领悟】

实验器材、原理的创新

1．测量液体折射率

2．每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，这样便于画出入射光线(入射角)和折射光线(折射角)的确定。

实验器材、数据处理的创新

1．利用圆弧状玻璃砖测定玻璃折射率。

2．sini-sinr图象的斜率表示玻璃的折射率

1．利用三角形玻璃砖测定玻璃折射率。

2．应用光路图结合圆的几何特性求解折射率

n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\f(ED,OD),\f(FG,OG))＝eq\f(ED,FG)

实验器材、方法的创新

1．利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率。

2．应用光的全反射规律求解折射率

第二部分必威体育精装版高考题精选

1（2023年1月浙江选考）小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时，发现只有3枚大头针，他把大头针A、B、C插在如图3所示位置，并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图，标出入射角i和折射角r，并写出折射率n的计算式。

2.（2023高考理综天津卷）（2）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下列哪些措施能够提高实验准确程度______。

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，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率______。（用图中线段的字母表示）

3.（2012··浙江）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图19-1-甲所示。

图19-1-甲图19-1-

图19-1-甲图19-1-乙图19-1-丙

（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=(保留3为有效数字)；

（3）为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图19-1-丙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和（填“A”或“B”）。

第三部分必威体育精装版模