實(shí)驗(yàn)十一測(cè)定玻璃的折射率報(bào)告(共9頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)十一測(cè)定玻璃的折射率考綱解讀 1.學(xué)會(huì)用插針?lè)ù_定光路.2.會(huì)用玻璃磚和光的折射定律測(cè)定玻璃的折射率基本實(shí)驗(yàn)要求規(guī)律方法總結(jié)1實(shí)驗(yàn)原理如實(shí)驗(yàn)原理圖甲所示，當(dāng)光線AO1以一定的入射角1穿過(guò)兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO1對(duì)應(yīng)的出射光線O2B，從而求出折射光線O1O2和折射角2，再根據(jù)n或n算出玻璃的折射率2實(shí)驗(yàn)器材木板、白紙、玻璃磚、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆3實(shí)驗(yàn)步驟(1)用圖釘把白紙固定在木板上(2)在白紙上畫一條直線aa，并取aa上的一點(diǎn)O為入射點(diǎn)，作過(guò)O點(diǎn)的法線NN.(3)畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針

2、(4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長(zhǎng)邊與直線aa對(duì)齊，并畫出另一條長(zhǎng)邊的對(duì)齊線bb.(5)眼睛在bb的一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像(6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線OB及出射點(diǎn)O，連接O、O得線段OO.(7)用量角器測(cè)量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2.(8)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)，算出不同入射角時(shí)的，并取平均值1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算法：用量角器測(cè)量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin

3、 1和sin 2.算出不同入射角時(shí)的，并取平均值(2)作sin 1sin 2圖象：改變不同的入射角1，測(cè)出不同的折射角2，作sin 1sin 2圖象，由n可知圖象應(yīng)為直線，如實(shí)驗(yàn)原理圖乙所示，其斜率為折射率(3)“單位圓”法確定sin 1、sin 2，計(jì)算折射率n.以入射點(diǎn)O為圓心，以一定的長(zhǎng)度R為半徑畫圓，交入射光線OA于E點(diǎn)，交折射光線OO于E點(diǎn)，過(guò)E作NN的垂線EH，過(guò)E作NN的垂線EH.如實(shí)驗(yàn)原理圖丙所示，sin 1，sin 2，OEOER，則n.只要用刻度尺量出EH、EH的長(zhǎng)度就可以求出n.2注意事項(xiàng)(1)用手拿玻璃磚時(shí)，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學(xué)面，嚴(yán)禁把玻璃磚

4、當(dāng)尺子畫玻璃磚的另一邊bb.(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng)(3)大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上，且玻璃磚每?jī)擅洞箢^針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一點(diǎn)，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角不宜過(guò)小，否則會(huì)使測(cè)量誤差過(guò)大，也不宜過(guò)大，否則在bb一側(cè)將看不到P1、P2的像.考點(diǎn)一對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的考查例1(2012·江蘇·12B(2)“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個(gè)大頭針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩個(gè)大頭針C、D.在插入第四個(gè)大頭針D時(shí)，要使它_圖1是在白紙上留下的實(shí)驗(yàn)痕跡，其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個(gè)邊根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率

5、n_.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖1解析確定出射光線時(shí)應(yīng)使D擋住C和A、B的像，作圖如圖所示，以O(shè)為圓心，OO為半徑作圓交AB于E點(diǎn)，過(guò)E作a的平行線交法線于F，根據(jù)n得n，測(cè)量EF和OP長(zhǎng)度得n1.8(1.61.9均正確，方法亦有多種)答案擋住C及A、B的像1.8(1.61.9都算對(duì))考點(diǎn)二對(duì)數(shù)據(jù)處理與誤差分析的考查例2某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖2所示圖2(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n_(用圖中的1、2表示)；(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_(填“大”或“小”)的玻璃磚來(lái)

6、測(cè)量解析(1)據(jù)題意可知入射角為90°1，折射角為90°2，則玻璃的折射率為n.(2)玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來(lái)測(cè)量答案(1)(2)大創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)例3學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖3所示在一圓盤上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插

7、上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：圖3(1)若AOF30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為_(2)圖中P3、P4兩位置哪一處所對(duì)應(yīng)的折射率的值大？答：_.(3)作AO的延長(zhǎng)線交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為_解析(1)根據(jù)折射定律n，題中160°，2AOF30°，所以n.(2)題圖中P4對(duì)應(yīng)的入射角大于P3所對(duì)應(yīng)的入射角，所以P4對(duì)應(yīng)的折射率的值大(3)因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處

8、對(duì)應(yīng)的折射率的值應(yīng)為1.答案(1)(2)P4處對(duì)應(yīng)的折射率的值大(3)11用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚界面aa和bb，若不慎將玻璃磚向上平移了一些，放在圖4所示的位置上，而實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確，則測(cè)得的折射率將()圖4A偏大 B偏小 C不變 D無(wú)法確定答案C解析經(jīng)過(guò)玻璃磚的光路如圖中實(shí)線所示，由于所作的玻璃磚分界線不是實(shí)際的分界線，而是如圖中虛線所示，由幾何知識(shí)可知，測(cè)出的折射角與真實(shí)的折射角相同2.某同學(xué)做“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角1與折射角2作出sin 1sin 2的圖象如圖5所示，下列判斷不正確的是()圖5A他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光線從空氣

9、射入玻璃的折射現(xiàn)象B玻璃的折射率為0.67C玻璃的折射率為1.5D玻璃臨界角的正弦值為0.67答案B解析由sin 1sin 2圖象可知，1.5>1，故光是從空氣射入玻璃的，入射角為1，A正確由折射率的定義知n1.5，B錯(cuò)誤，C正確由臨界角定義知臨界角的正弦值sin C0.67，D正確故選B.3.某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率開始玻璃磚的位置如圖6中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且使P2的像擋住P1的像如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上

10、述現(xiàn)象恰好消失此時(shí)只須測(cè)量出_，即可計(jì)算出玻璃磚的折射率請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率n_.圖6答案玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度解析“P2的像擋住P1的像的現(xiàn)象恰好消失”意味著剛好發(fā)生全反射現(xiàn)象，此時(shí)玻璃磚內(nèi)光線的入射角恰好等于臨界角C，玻璃磚轉(zhuǎn)過(guò)，入射光路的法線也轉(zhuǎn)過(guò)同樣的角度，入射角C.根據(jù)n得n.4如圖7所示，一個(gè)學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測(cè)定水的折射率，請(qǐng)?zhí)顚懴率鰧?shí)驗(yàn)步驟中的空白圖7(1)用_測(cè)出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d.(2)在瓶?jī)?nèi)裝滿水(3)將刻度尺沿瓶口邊緣_插入水中(4)沿廣口瓶邊緣向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即圖中A點(diǎn))，同時(shí)看到水面上B點(diǎn)刻度的像B恰與A點(diǎn)的像相重合(5)

11、若水面恰與直尺的C點(diǎn)相平，讀出_和_的長(zhǎng)度(6)由題中所給條件，可以計(jì)算水的折射率n_.答案(1)刻度尺(3)豎直(5)ACAB(6) 解析由光路圖知：sin 1，sin 2，根據(jù)折射定律n 5在“測(cè)定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖8所示圖8(1)在圖9中畫出完整的光路圖：圖9(2)對(duì)你畫出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，求得該玻璃磚的折射率n_(保留3位有效數(shù)字)(3)為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖10所示圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和_(填“A”或“B”)圖1

12、0答案(1)見解析圖(2)1.53(說(shuō)明：±0.03范圍內(nèi)都可)(3)A解析(1)分別連接玻璃磚兩側(cè)的大頭針?biāo)诘狞c(diǎn)并延長(zhǎng)，與玻璃磚邊分別相交，標(biāo)出傳播方向，然后連接玻璃磚邊界的兩交點(diǎn)，即為光線在玻璃磚中的傳播路徑光路圖如圖所示(2)設(shè)方格紙上小正方形的邊長(zhǎng)為1，光線的入射角為1，折射角為2，則sin 10.798，sin 20.521所以該玻璃磚的折射率n1.53(3)由題圖可知，光線P1P2入射到玻璃磚上時(shí)，相當(dāng)于光線射到了一個(gè)三棱鏡上，因此出射光線將向底邊偏折，所以出射光線過(guò)P3和A.6如圖11所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)方體玻璃磚，它的_面不能用手直接接觸圖11在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折

13、射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個(gè)針孔的位置不同，分別為d、e兩點(diǎn)，如圖12所示計(jì)算折射率時(shí)，用_(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值較小，用_(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較小圖12答案光學(xué)de解析實(shí)驗(yàn)用的光學(xué)玻璃磚的光學(xué)面不能用手接觸，以防止損壞其光學(xué)面如圖所示，連接cd、ce并延長(zhǎng)分別交玻璃磚于O1、O2點(diǎn)，連接OO1、OO2，入射角i相同，折射角OOO2<OOO1，由n得，折射角越大的，求得的折射率越小由圖可得，用d點(diǎn)得到的值較小，而ce與ab近似平行，故用e點(diǎn)得到的值誤差較小7如圖13所示，

14、畫有直角坐標(biāo)系xOy的白紙位于水平桌面上M是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，直邊與x軸重合OA是畫在紙上的直線，P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針，P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，是直線OA與y軸正方向的夾角，是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角只要直線OA畫得合適，且P3的位置取得正確，測(cè)出角和，便可求得玻璃的折射率某學(xué)生用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí)，在他畫出的直線OA上豎直地插上了P1、P2兩枚大頭針，但在y0的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像，他應(yīng)采取的措施是_若他已透過(guò)玻璃磚看到P1、P2的像，確定P3位置的方法是_若他已正確地測(cè)得了、的值，則玻璃的折射率n_.圖13答案另畫一條更靠近y軸正方向的直線OA，把大頭針P1、P2豎直地插在所畫的直線上，直到在y0區(qū)域透過(guò)玻璃磚能看到P1、P2的像豎直插上大頭針P3，使P3剛好能擋住P1、P2的像解析無(wú)法看到P1、P2的像是因?yàn)镺A光線的入射角過(guò)大，發(fā)生全反射的緣故P3能擋住P1、P2的像說(shuō)明OP3是OA的折射光線8如圖14所示，某同學(xué)做“測(cè)定玻璃的折射率