4.1.2實驗：測定玻璃的折射率 課件-高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第四章

光4.1.2實驗：測定玻璃折射率1．測定玻璃的折射率。2．學(xué)會用插針法來確定光路。一、實驗?zāi)康奶菪尾ＡТu長方形玻璃磚大頭針圖釘白紙直尺、量角器木板二、實驗器材光以一定角度從空氣射入玻璃磚后再射出，它的光路圖是怎樣的？在草稿紙上畫出光路圖。交流討論三、實驗原理ABDCir實驗中需要測哪些物理量？如何測量？三、實驗原理

三、實驗原理7三、實驗原理插針法1、鋪紙（將白紙用圖釘固定在木板上）；2、在白紙上畫一條線a作為界面，過a上的一點O（作為入射點）畫法線NN′，并畫AO作為入射光線；四、實驗步驟3、把玻璃磚放在白紙上，使它的一邊與a對齊（確保O為實際入射點），確定玻璃磚的另一界面a′（確保出射點準(zhǔn)確）；5、移去大頭針和玻璃磚，過C、D所在處作直線DC與a′交于O′（作為實際出射點），直線O′D代表沿AO方向的入射光通過玻璃磚后的傳播方向；6、連接OO′，入射角

1=∠AON

，折射角

2＝∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出對應(yīng)的正弦值，記錄在表格中；4、在直線AO上豎直插大頭針A、B，透過玻璃磚觀察大頭針A、B的像，調(diào)整視線讓B擋住A的像。再在另一側(cè)豎直插上兩枚大頭針C、D，使C擋住A、B的像，D擋住C及B、A的像，記下C、D位置；四、實驗步驟7、用上述方法求出入射角分別為300、450、600時的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中；8、算出不同入射角的比值sinθ1/sinθ2，最后求出在幾次實驗中所測sinθ1/sinθ2的平均值，即為玻璃磚的折射率n．四、實驗步驟五、注意事項1．實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且大頭針之間及大頭針與光線轉(zhuǎn)折點之間的距離要稍大一些．2．入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角也不宜太大．3．在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線．4．在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變．5．玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上．若寬度太小，則測量誤差較大．六、實驗誤差1．入射光線和出射光線確定得不夠精確．因此要求插大頭針時兩大頭針間距應(yīng)稍大．2．入射角、折射角測量得不精確．為減小測量時的相對誤差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大時，反射光較強，折射光會相對較弱.

13七、數(shù)據(jù)處理3.輔助線段法4.單位圓法

七、數(shù)據(jù)處理1、用三棱鏡測玻璃的折射率P1CABP2P3P4EFGHi

OO'八、實驗器材的拓展2、用半圓柱玻璃磚測折射率OO'ir八、實驗器材的拓展OC剛好發(fā)生全發(fā)射九、實驗原理的拓展(1)該同學(xué)接下來要完成的必要步驟有________．A．插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像B．插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像C．插上大頭針P4，使P4僅擋住P3D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像(2)過P3、P4作直線交bb′于O′，過O′作垂直于bb′的直線NN′，連接OO′.測量圖1中角α和β的大小．則玻璃磚的折射率n＝________.(3)如圖2所示，該同學(xué)在實驗中將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬．若其他操作正確，則折射率的測量值___________(填“大于”“小于”或“等于”)準(zhǔn)確值．(4)另一位同學(xué)準(zhǔn)確地畫好玻璃磚的界面aa′和bb′后，實驗過程中不慎將玻璃磚向下平移了一些，如圖3所示，而實驗的其他操作均正確，則折射率的測量值________(填“大于”“小于”或“等于”)準(zhǔn)確值．[例1]如圖1所示，某同學(xué)在“測定玻璃的折射率”的實驗中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′，O為直線AO與aa′的交點．在直線OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針．BD

小于等于課堂練習(xí)(1)作出沿P1和P2連線方向的入射光線通過圓柱體玻璃后的傳播方向；(2)作出光線在玻璃內(nèi)的傳播方向；(3)在光線的入射點作法線，標(biāo)出入射角θ1和折射角θ2；(4)寫出計算玻璃折射率的公式(不必計算)．[例2]某同學(xué)在測量一厚度均勻的圓柱體玻璃的折射率時，先在白紙上作一個與玻璃圓柱同半徑的圓，圓心為O，將玻璃圓柱平放在白紙上，使其邊界與所畫的圓重合．在玻璃圓柱一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)再先后插上兩枚大頭針P3和P4，使該同學(xué)從另一側(cè)隔著玻璃圓柱觀察時，大頭針P4和P3及P2、P1的像恰好在一條直線上，移去玻璃圓柱和大頭針后，在白紙上得到如圖所示的圖．課堂練習(xí)[例3]某組同學(xué)用插針法測平行玻璃磚的折射率，記錄下入射光線、折射光線、出射光線后，以入射點O為圓心畫單位圓，用直尺測得有關(guān)線段的長度．如圖所示，則下列四個表達式中，正確地表達了折射率關(guān)系式的是()B課堂練習(xí)[例4]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，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示，在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直浸入液體中，而且總保持液面與直徑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，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過計算，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．(1)若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為