4.1 課時2 實驗：測量玻璃的折射率 課件 高二物理人教版（2019）選擇性必修1

第1節(jié)課時2實驗：測量玻璃的折射率第四章

光

1.會測量玻璃等材料的折射率。2.插針法確定光路圖。3.鞏固折射率相關(guān)計算能力和幾何分析運算能力。實驗：測量玻璃的折射率

2.實驗器材兩面平行的玻璃磚一塊，大頭針四枚，鉛筆、圖釘、白紙一張，直尺一把或三角板一個，量角器一個，木板。3.實驗步驟（1）如圖所示，將白紙用圖釘釘在木板上。（2）在白紙上畫出一條直線aa′作為界面(線)，過aa′上的一點O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。（3）把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa′對齊，在白紙上畫出玻璃磚的另一個界面bb′。（4）在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像。這樣大頭針P1、P2

就確定了射入玻璃磚的光線。（6）移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線O′B與bb′交于O′，直線O′B就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向。（7）連接OO′就是玻璃磚內(nèi)折射光線的路徑。入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。（5）再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。

【演示視頻：測量玻璃的折射率】實驗次數(shù)sinsinsin/sinn163.035.50.890.58245.228.30.710.47338.124.20.620.41430.419.80.510.34525.516.50.430.285.實驗結(jié)論：該玻璃的折射率為1.514.實驗數(shù)據(jù)記錄1.531.501.511.491.521.516．注意事項（1）實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點之間，P3與P4之間，P3與O′之間距離要稍大一些。（2）入射角θ1應(yīng)適當大一些，以減小測量角度的誤差，太小，相對誤差大，但入射角不宜太大，入射角太大，使折射光線弱，不易觀察。（3）注意不能用玻璃磚替代直尺畫線，避免劃傷和污染玻璃磚的光學(xué)面?？梢杂勉U筆先在白紙上描出玻璃磚每個界面的兩個點，然后取下玻璃磚再用直尺連成線。（4）在實驗的過程中玻璃磚與白紙的位置都不能改變，移動會改變光路圖，更不能用手觸摸玻璃磚光潔的光學(xué)面。（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。（6）入射點應(yīng)盡量靠近玻璃磚上界面的左側(cè)，使之在玻璃磚的另一側(cè)能夠找到對應(yīng)的出射光線。7.誤差分析本實驗測量誤差產(chǎn)生的原因主要有：（1）畫玻璃磚邊界時的偶然誤差；（2）插針時的偶然誤差；（3）測量角度大小的讀數(shù)誤差；（4）三角函數(shù)值近似計算時存在的誤差。①為了使入射光線和出射光線更精確，插大頭針時兩大頭針間距應(yīng)較大。②為減小測角時的相對誤差，入射角要稍大些，但不宜太大，否則光線會從玻璃磚的側(cè)面射出，并且入射角太大時，反射光較強，折射光會相對較弱。③為減小折射率的誤差，可采用求多次不同入射角時n的值，然后取其平均值，即為玻璃的折射率。思考：實驗中，應(yīng)該采取哪些措施以減小誤差？1.在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中，其實驗光路圖如圖所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法正確的是（）A．若P1、P2的距離較大時，通過玻璃磚會看不到P1、P2的像B．實驗中為方便操作可用玻璃磚代替尺子畫線。C．為了減小作圖誤差，P3和P4的距離應(yīng)適當大一些D．為減小測量誤差，P1、P2連線與玻璃磚界面法線的夾角越大越好C練一練2.如圖所示，在做“測量玻璃的折射率”實驗時，先在白紙上放好一塊兩面平行的玻璃磚，描出玻璃磚的兩個邊MN和PQ，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，再插上大頭針P3、P4，然后做出光路圖，根據(jù)光路圖計算得出玻璃的折射率。關(guān)于此實驗，下列說法中正確的是（）A.大頭針P4須擋住P3及P1、P2的像B.入射角越大，折射率的測量越準確C.利用量角器量出i1、i2，不可求出玻璃磚的折射率D.如果誤將玻璃磚的邊PQ畫到P′Q′，折射率的測量值將偏大A技法點撥：（1）確定P4大頭針的位置的方法是大頭針P4能擋住P3和P1、P2的像。（2）入射角θ1應(yīng)適當大一些，以減小測量角度的誤差，太小，相對誤差大，但入射角不宜太大，入