測定玻璃的折射率

1、1.通過實驗了解平行玻璃磚的光學(xué)性質(zhì)通過實驗了解平行玻璃磚的光學(xué)性質(zhì). 2.會用會用“插針法插針法”測定玻璃磚的折射率測定玻璃磚的折射率. u 學(xué)習(xí)目標定位學(xué)習(xí)目標定位 學(xué)習(xí)探究區(qū) 圖圖2 學(xué)習(xí)探究區(qū) 2.實驗器材實驗器材 一塊長方形的玻璃磚、白紙、木板、大頭針一塊長方形的玻璃磚、白紙、木板、大頭針(4枚枚)、量角器、量角器 (或圓規(guī)、三角板或圓規(guī)、三角板)、刻度尺、鉛筆等、刻度尺、鉛筆等. 3.實驗步驟實驗步驟 (1)把把 鋪在木板上鋪在木板上. (2)在白紙上畫一直線在白紙上畫一直線aa作為界面，過作為界面，過aa上的一點上的一點O畫出畫出 界面的法線界面的法線NN，并畫一條線段，并畫一條

2、線段AO作為作為 光線光線. 白紙白紙 入射入射 學(xué)習(xí)探究區(qū) (3)把長方形玻璃磚放在白紙上，并使其把長方形玻璃磚放在白紙上，并使其 與與aa重合，再重合，再 用刻度尺畫出玻璃磚的另一邊用刻度尺畫出玻璃磚的另一邊bb. (4)在在 上豎直地插上兩枚大頭針上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2. (5)從玻璃磚從玻璃磚bb一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的的 ，調(diào)，調(diào) 整視線方向直到整視線方向直到 .再在再在bb一側(cè)插上大頭針一側(cè)插上大頭針 P3、P4，使，使P3能能 ，P4能能 及及 P3本身本身.(若有激光筆，可用激光筆沿若有激光筆，可用激光筆沿P1、P2方向入射一束激光

3、，方向入射一束激光， 從另一邊射出來的激光束上插上兩枚大頭針從另一邊射出來的激光束上插上兩枚大頭針P3、P4) 長邊長邊 直線直線AO 像像 P2的像擋住的像擋住P1的像的像 擋住擋住P1、P2的像的像擋住擋住P1、P2的像的像 學(xué)習(xí)探究區(qū) (6)移去玻璃磚，在拔掉移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4的同時分別記下它們的位的同時分別記下它們的位 置，過置，過P3、P4作直線作直線OB交交bb于于O.連接連接O、O，OO就是就是 入射光線入射光線AO在玻璃磚內(nèi)的在玻璃磚內(nèi)的 的方向的方向.AON為入射角，為入射角， OON為折射角為折射角. (7)用量角器量出用量角器量出 和和 的度數(shù)的度數(shù)

4、.查出它們的正弦值，查出它們的正弦值， 并把這些數(shù)據(jù)填入記錄表格里并把這些數(shù)據(jù)填入記錄表格里. (8)用上述方法分別求出入射角是用上述方法分別求出入射角是15、30、45、60和和75 時的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記錄在表格里時的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記錄在表格里. 折射光線折射光線 AONOON 學(xué)習(xí)探究區(qū) 平均值平均值 學(xué)習(xí)探究區(qū) (9)算出不同入射角時的值，比較一下，看它們是否接近一個常數(shù)算出不同入射角時的值，比較一下，看它們是否接近一個常數(shù). 求出幾次實驗測得的的求出幾次實驗測得的的 ，這就是這塊玻璃磚的折射率，這就是這塊玻璃磚的折射率. 4.注意事項注意事項

5、 (1)輕拿輕放玻璃磚，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光輕拿輕放玻璃磚，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光 潔的光學(xué)面潔的光學(xué)面.嚴禁把玻璃磚當直尺用嚴禁把玻璃磚當直尺用. (2)實驗過程中，玻璃磚在紙面上的位置不可移動實驗過程中，玻璃磚在紙面上的位置不可移動. 平均值平均值 學(xué)習(xí)探究區(qū) (3)大頭針大頭針P1與與P2、P3與與P4的間距要適當?shù)卮笮詼p小確定光線的間距要適當?shù)卮笮?，以減小確定光線 方向時出現(xiàn)的誤差方向時出現(xiàn)的誤差. (4)實驗時入射角不能太小實驗時入射角不能太小(接近零度接近零度)，否則會使測量誤差加大；，否則會使測量誤差加大； 也不能太大也不能太大(接近接近90

6、)，否則會不易觀察到，否則會不易觀察到P1、P2的像的像. (5)本實驗中如果采用的不是兩面平行的玻璃磚，而是采用三棱鏡、本實驗中如果采用的不是兩面平行的玻璃磚，而是采用三棱鏡、 半圓形玻璃磚等，那么只是出射光和入射光不平行，但一樣能測半圓形玻璃磚等，那么只是出射光和入射光不平行，但一樣能測 出折射率出折射率. 典例精析 例例1用三棱鏡做測定玻璃的折射率的實驗，用三棱鏡做測定玻璃的折射率的實驗， 先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上 兩枚大頭針兩枚大頭針P1和和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀，然后在棱鏡的另一側(cè)觀 察，調(diào)整視線使察，調(diào)整視線使P1的像被的像被

7、P2的像擋住，接著的像擋住，接著 在眼睛所在的一側(cè)插上兩枚大頭針在眼睛所在的一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使，使P3擋住擋住P1、P2的的 像，像，P4擋住擋住P3和和P1、P2的像，在紙上標出的大頭針的位置和三的像，在紙上標出的大頭針的位置和三 棱鏡輪廓如圖棱鏡輪廓如圖3所示所示. 圖圖3 典例精析 (1)在本題的圖上畫出所需的光路在本題的圖上畫出所需的光路. (2)為了測出棱鏡玻璃的折射率，需要測量的量是為了測出棱鏡玻璃的折射率，需要測量的量是_， 在圖上標出它們在圖上標出它們. (3)計算折射率的公式是計算折射率的公式是n_. 解析解析(1)光路圖如圖所示，畫出通過光路圖如圖所示，畫出通

8、過P1、P2 的入射光線，交的入射光線，交AC面于面于O，畫出通過，畫出通過P3、P4 的出射光線交的出射光線交AB面于面于O，連接，連接O、O， 則光線則光線OO就是入射光線就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線在三棱鏡中的折射光線. 典例精析 (2)在所畫的圖上注明入射角在所畫的圖上注明入射角i和折射角和折射角r，并畫出虛線部分，用，并畫出虛線部分，用 量角器量出量角器量出i和和r(或用直尺測出線段或用直尺測出線段EF、OE、GH、OG的長度的長度). 答案答案見解析見解析 典例精析 例例2 某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖 后，以后，以O(shè)點為

9、圓心，點為圓心，10 cm為半徑畫圓，分別交線為半徑畫圓，分別交線 段段OA于于A點，交線段點，交線段OO的延長線于的延長線于C點，過點，過A點點 作法線作法線NN的垂線的垂線AB交交NN于于B點，過點，過C點作法點作法 線線NN的垂線的垂線CD交交NN于于D點，如圖點，如圖4所示所示.用刻用刻 度尺量得度尺量得OB8 cm，CD4 cm，由此可得出玻璃的折射率，由此可得出玻璃的折射率n _. 圖圖4 典例精析 答案答案1.5 典例精析 例例3 在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙兩位同在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙兩位同 學(xué)在紙上畫出的界面學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃

10、磚位置的關(guān)系分別如圖與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖5 中中、所示，其中甲同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是所示，其中甲同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是 梯形玻璃磚梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確，且均以他們的其他操作均正確，且均以aa、bb為界面為界面 畫光路圖畫光路圖.則：則： 圖圖5 典例精析 (1)甲同學(xué)測得的折射率與真實值相比甲同學(xué)測得的折射率與真實值相比_(填填“偏大偏大”“”“偏偏 小小”或或“不變不變”). (2)乙同學(xué)測得的折射率與真實值相比乙同學(xué)測得的折射率與真實值相比_(填填“偏大偏大”“”“偏偏 小小”或或“不變不變”). 解析解析甲同學(xué)測量的光路圖如圖甲所示，甲同學(xué)測量的

11、光路圖如圖甲所示， 真實值真實值n ，測量值，測量值n ， 因因rr，故，故nn，所以甲同學(xué)測得的，所以甲同學(xué)測得的 折射率與真實值相比偏?。灰彝瑢W(xué)測量的光路圖如圖乙所示，折射率與真實值相比偏小；乙同學(xué)測量的光路圖如圖乙所示， 測量值測量值n ，與真實值相等，與真實值相等. 偏小偏小 不變不變 1.在做在做“測定玻璃磚的折射率測定玻璃磚的折射率”的實驗時，下列關(guān)于實驗要求的實驗時，下列關(guān)于實驗要求 的敘述正確的是的敘述正確的是() A.玻璃磚的寬度宜大些玻璃磚的寬度宜大些 B.大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上 C.每邊的兩個大頭針的距離近些容易觀察每邊的兩個大頭針的距離近些容易

12、觀察 D.在插在插P4時，只要擋住時，只要擋住P3的光線就行，與的光線就行，與P1、P2無關(guān)無關(guān) 12 解析解析玻璃磚寬大些，入射光、出射光與界面的交點偏移距離玻璃磚寬大些，入射光、出射光與界面的交點偏移距離 大，便于畫圖和測量大，便于畫圖和測量.大頭針垂直插在紙上可減少誤差大頭針垂直插在紙上可減少誤差.每邊的每邊的 兩個大頭針的距離過近，測量誤差較大，在插兩個大頭針的距離過近，測量誤差較大，在插P4時要擋住時要擋住P3和和 P1、P2的像，與的像，與P1、P2有關(guān)有關(guān).故故A、B正確正確. 答案答案AB 12 2.某同學(xué)做測定玻璃的折射率的實驗，操某同學(xué)做測定玻璃的折射率的實驗，操 作時將玻璃磚的界線作時將玻璃磚的界線aa、bb畫好后誤畫好后誤 用另一塊寬度稍窄的玻璃磚，如圖用另一塊寬度稍窄的玻璃磚，如圖6所示所示. 實驗中除仍用原界線外，其余操作都正確，實驗中除仍用原界線外，其余操作都正確， 則測得的玻璃的折射率將則測得