实验十八测定玻璃的折射率.ppt

第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性实验十八测定玻璃的折射率实验十八测定玻璃的折射率第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性知识要点归纳知识要点归纳实验实验目的目的掌掌握握测测定定折折射射率率的的方方法法，会会测测定定玻玻璃璃的折射率的折射率第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性实验实验原理原理如如图图1441所示，当光所示，当光线线AO以一以一定的入射角定的入射角1穿穿过过两面平行的玻璃两面平行的玻璃砖砖时时,通通过过插插针针法找出跟入射光法找出跟入射光线线AO对对应应的出射光的出射光线线OB，从而求出折射光，从而求出折射光线线OO和折射角和折射角2，第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性图图1441第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性实验实验器材器材白白纸纸、图图钉钉、大大头头针针、直直尺尺、铅铅笔笔、量角器、平木板、量角器、平木板、长长方形玻璃方形玻璃砖砖第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性过程分析导引过程分析导引实验实验步步骤骤1把白把白纸铺纸铺在木板在木板上上(如如图图1442)图图1442第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性2在白在白纸纸上画一直上画一直线线aa作作为为界面，界面，过过aa上的一点上的一点O画出界面的法画出界面的法线线NN,并画一条并画一条线线段段AO作作为为入射光入射光线线3把把长长方形玻璃方形玻璃砖砖放在白放在白纸纸上，并使上，并使其其长边长边与与aa重合，再用直尺画出玻璃重合，再用直尺画出玻璃砖砖的另一的另一边边bb.第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性4在线段在线段AO上竖直地插上两枚大头针上竖直地插上两枚大头针P1、P2.5从玻璃砖从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头一侧透过玻璃砖观察大头针针P1、P2的像，调整视线的方向直到的像，调整视线的方向直到P1的的像被像被P2的像挡住再在的像挡住再在bb一侧插上两枚大一侧插上两枚大头针头针P3、P4，使，使P3能挡住能挡住P1、P2的像的像,P4能能挡住挡住P3本身及本身及P1、P2的像的像第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性6移移去去玻玻璃璃砖砖,在在拔拔掉掉P1、P2、P3、P4的的同同时时分分别别记记下下它它们们的的位位置置，过过P3、P4作作直直线线OB交交bb于于O.连连接接O、O,OO就就是是玻玻璃璃砖砖内内折折射射光光线线的的方方向向 AON为为入入射射角角,OON为为折折射射角角7改变入射角，重复实验改变入射角，重复实验第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性数据处理数据处理图图1443第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性以入射点以入射点O为圆为圆心，以一定心，以一定长长度度R为为半半径画径画圆圆，交入射光，交入射光线线AO于于E点，交折点，交折射光射光线线OO于于E点，点，过过E作作NN的垂的垂线线EH，过过E作作NN的垂的垂线线EH.如如图图1444所示，所示，图图1444第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性误误差分析差分析1入入射射光光线线、出出射射光光线线确确定定的的准准确确性性造造成成误误差差，故故入入射射侧侧、出出射射侧侧所所插插两两枚大枚大头针间头针间距距应应大一些大一些2入入射射角角和和折折射射角角的的测测量量造造成成误误差差，故故入入射射角角应应适适当当大大些些，以以减减小小测测量量的的相相对误对误差差第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性注意事注意事项项1实实验验时时,应应尽尽可可能能将将大大头头针针竖竖直直插插在在纸纸上上,且且P1和和P2之之间间、P3和和P4之之间间、P2与与O、P3与与O之之间间距离要稍大一些距离要稍大一些第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性2入射角入射角1不宜太大不宜太大(接近接近90)，也不，也不宜宜太太小小(接接近近0)太太大大：反反射射光光较较强强，出射光出射光较较弱；太小：入射角、折射角弱；太小：入射角、折射角测测量的相量的相对误对误差差较较大大3操作操作时时，手不能触摸玻璃，手不能触摸玻璃砖砖的光的光洁洁光学面，更不能把玻璃光学面，更不能把玻璃砖砖界面当尺子画界面当尺子画界界线线第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性4实实验验过过程程中中，玻玻璃璃砖砖与与白白纸纸的的相相对对位置不能改位置不能改变变5玻玻璃璃砖砖应应选选用用宽宽度度较较大大的的，宜宜在在5 cm以以上上，若若宽宽度度太太小小，则则测测量量误误差差较较大大第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性实验典例探究实验典例探究 在在利利用用插插针针法法测测定定玻玻璃璃折折射射率率的的实验实验中：中：(1)甲甲同同学学在在纸纸上上确确定定玻玻璃璃砖砖的的另另一一个个界界面面bb时时，不不自自觉觉地地碰碰了了玻玻璃璃砖砖使使它它向向aa方向平移了少方向平移了少许许，题型题型1 1实验误差分析实验误差分析例例1第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性如如图图1445所所示示则则他他测测出出的的折折射射率率值值将将_(选选填填“偏偏大大”“”“偏偏小小”或或“不不变变”)；图图1445 图图1446第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性(2)乙乙同同学学在在画画界界面面时时，不不自自觉觉地地将将两两界界面面aa、bb间间距距离离画画得得比比玻玻璃璃砖砖宽宽度度大大些些，如如图图1446所所示示则则他他测测得得的的折折射射率率_(选选填填“偏偏大大”“”“偏偏小小”或或“不不变变”)第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性【解解析析】(1)如如图图1447所所示示甲甲同同学学利利用用插插针针法法确确定定的的入入射射角角不不受受影影响响,但但测测得得的的折折射射角角比比真真实实值值偏偏小小，所所以以测测得的折射率偏大得的折射率偏大图图1447 图图1448第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性(2)如如图图1448所所示示，乙乙同同学学利利用用插插针针法法确确定定入入射射光光线线、折折射射光光线线后后，测测得得的的入入射射角角不不受受影影响响，但但测测得得的的折折射射角角比比真真实实的的折折射射角角偏偏大大，因因此此测测得得的的折射率偏小折射率偏小【答案答案】(1)偏大偏大(2)偏小偏小第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性 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，设设计计了一个了一个测测量液体量液体折射率的折射率的仪仪器，如器，如图图1449所示所示题型题型2 2利用折射现象测折射率利用折射现象测折射率例例2图图1449第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性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作作为为界面的法界面的法线线，第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性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，就就可可直直接接读读出液体折射率的出液体折射率的值值，则则：第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性(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率的的值值为为_(2)图图中中P3、P4两两位位置置_处处所所对应对应的折射率大的折射率大(3)作作AO的的延延长长线线交交圆圆周周于于K，K处处所所对应对应的折射率的折射率值应为值应为_第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性 (2011高高考考天天津津卷卷)某某同同学学用用大大头头针针、三三角角板板、量量角角器器等等器器材材测测半半圆圆形形玻玻璃璃砖砖的的折折射射率率开开始始玻玻璃璃砖砖的的位位置置如如图图14410中中实实线线所所示示，使使大大头头针针P1、P2与与圆圆心心O在在同同一一直直线线上上，该该直直线线垂直于玻璃垂直于玻璃砖砖的直径的直径边边，题型题型3 3利用全反射现象测折射率利用全反射现象测折射率例例3第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性然然后后使使玻玻璃璃砖砖绕绕圆圆心心O缓缓慢慢转转动动，同同时时在在玻玻璃璃砖砖的的直直径径边边一一侧侧观观察察P1、P2的像，且的像，且P2的像的像挡挡住住P1的像如此的像如此观观察，当玻璃察，当玻璃砖转砖转到到图图中虚中虚线线位置位置时时，上述上述现现象恰好消失象恰好消失图图14410第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性此此时时只只须须测测量量出出_，即即可可计计算算出出玻玻璃璃砖砖的的折折射射率率请请用用你你的的测测量量量表示出折射率量表示出折射率n_.第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性知能优化演练知能优化演练第十四章光的传播第十四章光的传播 光的波动性光的波动性本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放