【名師課件】4.1.2 課件：測量玻璃的折射率-2025版高一物理必修二

物理測量玻璃的折射率選擇性必修第一冊情景導入折射率是衡量材料光學性能的重要指標。根據折射定律，可以測量材料的折射率。如圖所示，當一束光照射到玻璃磚時，它會以什么樣的路徑射出呢？通過這個光路圖，我們怎樣去測量玻璃的折射率呢？知識海洋測定玻璃的折射率。實驗目的實驗原理實驗器材用插針法確定光路，找出與入射光線相對應的玻璃中的折射光線，用量角器測出入射角i和折射角r，根據折射定律計算出玻璃的折射率n＝sini/sinr。兩面平行的玻璃磚一塊，大頭針四枚，白紙一張，直尺一把或三角板一個，量角器一個。1．先在白紙上畫一條直線EE′，代表兩種介質的分界面；再畫出一直線段AB代表入射光線；然后畫出分界面上B點處的法線NN′，如圖所示。知識海洋測定玻璃的折射率BE′EANN′F′F玻璃磚實驗步驟2．把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊與EE′對齊。用直尺或三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線FF′代表玻璃磚的另一邊。知識海洋3．在直線AB上豎直地插上兩枚大頭針G1、G2，放回玻璃磚，然后透過玻璃磚觀察大頭針G1、G2的像，調整視線方向，直到G1的像被G2擋住。實驗步驟4．再在觀察的這一側豎直地插上兩枚大頭針G3、G4，用G3擋住G1和G2的像，用G4擋住G3以及G1、G2的像。測定玻璃的折射率BE′EANF′FG1G2G3G4N′玻璃磚知識海洋5．移去大頭針和玻璃磚，過G3、G4的插點畫直線CD，與FF′相交于C點，直線CD就表示沿直線AB入射的光線透過玻璃磚后的光線。連接BC，BC就是玻璃磚內折射光線的路徑。實驗步驟測定玻璃的折射率BE′EANF′FCG1G2G3G4N′D知識海洋6．用量角器測出入射角i和折射角r，從三角函數表中查出它們的正弦值。測定玻璃的折射率BE′EANF′FCG1G2G3G4N′irriD玻璃磚實驗步驟7．通過上面的步驟分別測出入射角為15°、30°、45°、60°、75°時的折射角，并查出它們相應的正弦值。

知識海洋數據處理1．處理方法一在找到入射光線和折射光線以后，以入射點O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點，與OO′(或OO′的延長線)交于D點，過C、D兩點分別向NN′作垂線，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的長。如圖所示。知識海洋

知識海洋1．實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，同側兩針之間的距離要稍大些。2．入射角應適當大些，以減小測量角度的誤差，但也不宜太大，入射角太大，在玻璃磚的另一側會看不清大頭針的像。3．操作時不要用手觸摸玻璃磚的光滑光學面，更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線。4．在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。5．玻璃磚應選擇寬度較大的，一般要求在5

cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大。6．入射點應盡量靠近玻璃磚上界面的左側，使之在玻璃磚的另一側能夠找到對應的出射光線。知識海洋注意事項例.學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據所學的光學知識，設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，垂直盤面插下兩枚大頭針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，同學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：（1）若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處對應的折射率的值為________。應用探究

例.學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據所學的光學知識，設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，垂直盤面插下兩枚大頭針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，同學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：（2）圖中P3、P4兩位置哪一處所對應的折射率的值大？答：__________________________。應用探究解：（2）題圖中P4對應的空氣中光線與法線夾角大于P3對應的空氣中光線與法線夾角，所以P4對應的折射率的值大。P4對應的折射率的值大例.學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據所學的光學知識，設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，垂直盤面插下兩枚大頭針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，同學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：（3）作AO的延長線交圓周于