实验十四　测定玻璃的折射率.ppt

实验十四测定玻璃的折射率 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理用插用插针针法法测测定玻璃的折射率定玻璃的折射率高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理玻璃玻璃砖砖、木板、白、木板、白纸纸、图钉图钉、大、大头针头针、量角器、三角板、量角器、三角板、铅铅笔笔高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理1如如图图1所所示示，将将白白纸纸用用图图钉钉按按在在绘绘图图板板上上，先先在在白白纸纸上上画画出出一一条条直直线线aa作作为为界界面面，过过aa上上的的一一点点O画画出出界界面面的的法法线线MN，并并画画一一条条线线段段AO作作为为入射光入射光线线2把把平平行行玻玻璃璃砖砖平平放放在在白白纸纸上上，使使它它的的长长边边跟跟aa对对齐齐，画画出出玻玻璃璃砖砖的另一条的另一条长边长边bb.图图1高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理3在在线线段段AO上上竖竖直直地地插插上上两两枚枚大大头头针针P1、P2，透透过过玻玻璃璃砖砖观观察察大大头头针针P1、P2的的像像，调调整整视视线线的的方方向向，直直到到P1的的像像被被P2挡挡住住再再在在观观察察的的这这一一侧侧依依次次插插两两枚枚大大头头针针P3、P4，使使P3挡挡住住P1、P2的的像像，P4挡挡住住P1、P2的像及的像及P3，记记下下P3、P4的位置的位置4移移去去玻玻璃璃砖砖连连接接P3、P4并并延延长长交交bb于于O，连连接接OO即即为为折折射射光光线线，入射角，入射角1AOM，折射角，折射角2OON.5用用量量角角器器测测出出入入射射角角和和折折射射角角，查查出出它它们们的的正正弦弦值值，将将数数据据填填入表格中入表格中6改改变变入射角入射角1，重复，重复实验实验步步骤骤，列表，列表记录记录相关相关测测量数据量数据高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理附：实验数据的处理方法有附：实验数据的处理方法有图图2高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理图图3高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理1玻璃玻璃砖应选砖应选用厚度、用厚度、宽宽度度较较大的大的2大大头针头针要插得要插得竖竖直，且直，且间间隔要大些隔要大些3入射角不宜入射角不宜过过大或大或过过小，一般在小，一般在1575之之间间4玻璃玻璃砖砖的折射面要画准，不能用玻璃的折射面要画准，不能用玻璃砖砖界面代替直尺画界界面代替直尺画界线线5实验过实验过程中，玻璃程中，玻璃砖砖和白和白纸纸的相的相对对位置不能改位置不能改变变高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理题型一题型一对实验原理及操作步骤的考查对实验原理及操作步骤的考查例例1一一块块玻玻璃璃砖砖有有两两个个相相互互平平行行的的表表面面，其其中中一一个个表表面面是是镀镀银银的的(光光线线不不能能通通过过此此表表面面)现现要要测测定定此此玻玻璃璃的的折折射射率率给给定定的的器器材材还还有有：白白纸纸图图4高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理、铅铅笔笔、大大头头针针4枚枚(P1、P2、P3、P4)、带带有有刻刻度度的的直直角角三三角角板板、量角器量角器实实验验时时，先先将将玻玻璃璃砖砖放放到到白白纸纸上上，使使上上述述两两个个相相互互平平行行的的表表面面与与纸纸面面垂垂直直在在纸纸上上画画出出直直线线aa和和bb，aa表表示示镀镀银银的的玻玻璃璃表表面面，bb表表示示另另一一表表面面，如如图图4所所示示然然后后在在白白纸纸上上竖竖直直插插上上两两枚枚大大头头针针P1、P2.用用P1、P2的的连线连线表示入射光表示入射光线线高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)为为了了测测量折射率，量折射率，应应如何正确使用大如何正确使用大头针头针P3、P4?_试试在在题图题图中中标标出出P3、P4的位置的位置(2)然然后后，移移去去玻玻璃璃砖砖与与大大头头针针试试在在题题图图中中通通过过作作图图的的方方法法标标出出光光线线从空气中射到玻璃中的入射角从空气中射到玻璃中的入射角1与折射角与折射角2.简简要写出作要写出作图图步步骤骤_(3)写出用写出用1、2表示的折射率公式表示的折射率公式为为n_.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理解解析析(1)在在bb一一侧侧观观察察P1、P2(经经bb折折射射，aa反反射射，再再经经bb折折射射后后)的的像像，在在适适当当的的位位置置插插上上P3，使使得得P3与与P1、P2的的像像在在一一条条直直线线上上，即即让让P3挡挡住住P1、P2的的像像；再再插插上上P4，让让它它挡挡住住P2(或或P1)的的像像和和P3，P3、P4的位置如图的位置如图5所示所示图图5高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(2)过过P1、P2作直线与作直线与bb交于交于O；过过P3、P4作直线与作直线与bb交于交于O；利用刻度尺找到利用刻度尺找到OO的中点的中点M；过过O点点作作bb的的垂垂线线CD，过过M点点作作bb的的垂垂线线与与aa相相交交于于N，连连接接ON；P1OD1，CON2.答案答案见解析见解析高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理题后反思题后反思注注重重对对实实验验基基本本原原理理、基基本本技技能能和和方方法法的的考考查查，一一直直是是高高考考命命题题的的根根本本原原则则因因此此，理理解解并并熟熟练练掌掌握握实实验验的的原原理理、方方法法，是是学学生生做做好好实实验验和和备备考考的的重重中中之之重重另另外外，在在数数据据处处理理上上，可可将将正正弦弦之之比比转转化化为为线段长度之比，使数据处理变得简单而准确线段长度之比，使数据处理变得简单而准确高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理变变式式11用用三三棱棱镜镜做做测测定定玻玻璃璃折折射射率率的的实实验验，先先在在白白纸纸上上放放好好三三棱棱镜镜，在在棱棱镜镜的的一一侧侧插插上上两两枚枚大大头头针针P1和和P2，然然后后在在棱棱镜镜的的另另一一侧侧观观察察，调调整整视视线线使使P1的的像像被被P2挡挡住住，接接着着在在眼眼睛睛所所在在的的一一侧侧插插两两枚枚大大头针头针P3、P4，使，使P3挡挡住住P1、P2的像，的像，P4挡挡住住P3和和P1、P2的的像像，在在纸纸上上标标出出的的大大头头针针位位置置和和三三棱棱镜镜轮轮廓廓如如图图6所示所示图图6高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)在本在本题题的的图图上画出所需的光路上画出所需的光路(2)为为了了测测出出棱棱镜镜玻玻璃璃的的折折射射率率需需要要测测量量的的量量是是_、_，在，在图图上上标标出它出它们们(3)计计算折射率的公式是算折射率的公式是n_.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理解解析析：(1)如如图图7所所示示，连连接接P1、P2交交AB于于O点点，连连接接P3、P4交交AC于于O点点，连连接接OO，过过O点点作作AB面面的的法法线线MN，延延长长OO到到G点点，使使OGOE，过过E点点作作法法线线MN的的垂垂线线交交MN于于F点点，过过G点点作作法法线线MN的的垂垂线线，交交MN于于H点点图图7高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理1用用两两面面平平行行的的玻玻璃璃砖砖测测定定玻玻璃璃的的折折射射率率的的实实验验中中，已已画画好好玻玻璃璃砖砖界界面面aa和和bb，不不慎慎将将玻玻璃璃砖砖向向上上平平移移了了一一些些，放放在在图图8所所示示的的位位置置上，而上，而实验实验中其他操作均正确，中其他操作均正确，测测得的折射率将得的折射率将()A偏大偏大B偏小偏小C不不变变 D无法确定无法确定图图8高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理解解析析：经经过过玻玻璃璃砖砖的的光光路路如如图图9中中实实线线所所示示，由由于于所所作作的的玻玻璃璃砖砖分分界界线线不不是是实实际际的的分分界界线线，如如图图中中虚虚线线所所示示，由由几几何何知知识识可可知知，测测出出的的折射角与正确值相同折射角与正确值相同答案：答案：C图图9高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理2如如图图10所所示示，某某同同学学用用插插针针法法测测定定一一半半圆圆形形玻玻璃璃砖砖的的折折射射率率，在在平平铺铺的的白白纸纸上上垂垂直直纸纸面面插插大大头头针针P1、P2确确定定入入射射光光线线，并并让让入入射射光光线线过过圆圆心心O，在在玻玻璃璃砖砖(图图中中实实线线部部分分)另另一一侧侧垂垂直直纸纸面面插插大大头头针针P3，使使P3挡挡住住P1、P2的的像像，连连接接OP3.图图中中MN为为分分界界面面，虚虚线线半半圆圆与与玻玻璃璃砖砖对对称称，B、C分分别别是是入入射射光光线线、折折射射光光线线与与圆圆的的交交点点，AB、CD均均垂垂直直于于法法线线并分并分别别交法交法线线于于A、D点点图图10高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)设设AB的的长长度度为为l1，AO的的长长度度为为l2，CD的的长长度度为为l3，DO的的长长度度为为l4，为为较较方方便便地地表表示示出出玻玻璃璃砖砖的的折折射射率率，需需用用刻刻度度尺尺测测量量_，则则玻璃玻璃砖砖的折射率可表示的折射率可表示为为_(2)该该同同学学在在插插大大头头针针P3前前不不小小心心将将玻玻璃璃砖砖以以O为为圆圆心心顺顺时时针针转转过过一一小小角角度度，由由此此测测得得玻玻璃璃砖砖的的折折射射率率将将_(填填“偏偏大大”、“偏偏小小”或或“不不变变”)高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理3如如图图11所所示示，画画有有直直角角坐坐标标系系Oxy的的白白纸纸位位于于水水平平桌桌面面上上M是是放放在在白白纸纸上上的的半半圆圆形形玻玻璃璃砖砖，其其底底面面的的圆圆心心在在坐坐标标原原点点，直直边边与与x轴轴重重合合，OA是是画画在在纸纸上上的的直直线线，P1、P2为为竖竖直直地地插插在在直直线线OA上上的的两两枚枚大大头头针针，P3是是竖竖直直地地插插在在纸纸上上的的第第三三枚枚大大头头针针，是是直直线线OA与与y轴轴正正方方向向的的夹夹角角，是是直直线线OP3与与y轴轴负负方方向向的的夹夹角角只只要要直直线线OA画画得得合合适适，且且P3的位置取得正确，的位置取得正确，测测出角出角和和，便可求得玻璃的折射率，便可求得玻璃的折射率图图11高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理某某学学生生在在用用上上述述方方法法测测量量玻玻璃璃的的折折射射率率时时，在在他他画画出出的的直直线线OA上上竖竖直直地地插插上上了了P1、P2两两枚枚大大头头针针但但在在y0的的区区域域内内，不不管管眼眼睛睛放放在在何何处处，都都无无法法透透过过玻玻璃璃砖砖看看到到P1、P2的的像像，他他应应采采取取的的措措施施是是_若若他他已已透透过过玻玻璃璃砖砖看看到到了了P1、P2的的像像，确确定定P3位位置置的的方方法法是是_若若他他已已正正确确地地测测得得了了、的的值值，则则玻玻璃璃的的折折射射率率n_.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理4学学校校开开展展研研究究性性学学习习，某某研研究究小小组组的的同同学学根根据据所所学学的的光光学学知知识识，设计设计了一个了一个测测量液体折射率的量液体折射率的仪仪器，如器，如图图12所示所示图图12高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理在在一一圆圆盘盘上上，过过其其圆圆心心O作作两两条条互互相相垂垂直直的的直直径径BC、EF，在在半半径径OA上上，垂垂直直盘盘面面插插下下两两枚枚大大头头针针P1、P2并并保保持持P1、P2位位置置不不变变，每每次次测测量量时时让让圆圆盘盘的的下下半半部部分分竖竖直直进进入入液液体体中中，而而且且总总使使得得液液面面与与直直径径BC相相平平，EF作作为为界界面面的的法法线线，而而后后在在图图中中右右上上方方区区域域观观察察P1、P2的的像像，并并在在圆圆周周上上插插上上大大头头针针P3，使使P3正正好好挡挡住住P1、P2，同同学学们们通通过过计计算算，预预先先在在圆圆周周EC部部分分刻刻好好了了折折射射率率的的值值，这这样样只只要要根根据据P3所所插插的的位位置置，就就可直接可直接读读出液体折射率的出液体折射率的值值，则则：高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)若若AOF30，OP3与与OC的的夹夹角角为为30，则则P3处处所所对对应应的的折折射射率的率的值为值为_(2)图图中中P3、P4两两位位置置_处处所所对对应应的的折折射射率率值值大大(3)作作AO的延的延长线长线交交圆圆周于周于K，K处处所所对应对应的折射率的折射率值应为值应为_高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理 答案：答案：(1)1.73(2)P4(3)1高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理5如如图图13所所示示的的装装置置测测定定玻玻璃璃的的折折射射率率在在光光具具盘盘的的中中央央固固定定一一个个半半圆圆形形的的玻玻璃璃砖砖，使使二二者者的的圆圆心心重重合合，使使激激光光束束从从玻玻璃璃圆圆弧弧一一侧侧入入射射并并垂垂直直直直径径平平面面通通过过圆圆心心O射射出出玻玻璃璃砖砖，记记下下入入射射光光束束在在光光具具盘盘上上所所对对应应位位置置的的刻刻度度，以以圆圆心心O为为轴轴逆逆时时针针缓缓慢慢转转动动光光具具盘盘，同同时时观观察察直直径径平平面面一一侧侧出出射射光光线线的的变变化化：出出射射光光线线不不断断向向下下偏偏转转并并越越来来越越暗暗，直直到到刚刚好好看看不不到到出出射射光光线线为为止止，并并记记下下这这时时入入射射光光线线在在光光具具盘盘上上位位置置的的刻刻度度，光光具具盘盘上上两两次次刻刻度度之之间间的的夹夹角角就就是是光光束束从从玻玻璃璃射射向向空空气气的的_玻璃的折射率表达式玻璃的折射率表达式n_.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理图图13高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理