实验十　测量玻璃的折射率.docx

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1、实验十 测量玻璃的折射率【必备知识咱主排查】、实验思路与操作装置图和思路思路：用插针法找出与入射光线A。对应的出 射光线07),确定出。，点，画出折射光线 然后测出角仇和仇，根据=曾计算玻璃 sin 02的折射率.二、数据处理操作要领(1)铺白纸、画线如下图，将白纸用图钉按在绘图板上， 先在白纸上画出一条直线如作为界面，过ad 上的一点。画出界面的法线NM,并画一条 线段A。作为入射光线；把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边 跟对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb 插针与测量在线段A0上竖直地插上两枚大头针外、 P2，透过玻璃砖观察大头针外、尸2的像，调 整视线的方向，直到Pl的像被P2挡住，再在

2、 观察的这一侧依次插两枚大头针2、。4,使 P3挡住Pl、的像，挡住P1、尸2的像及 尸3,记下尸3、尸4的位置;移去玻璃砖连接夕3、。4,并延长交从/于。二 连接。脚为折射光线，入射角仇= NA0N, 折射角。2=/。乂；用量角器测出入射角和折射角，查出它们 的正弦值；改变入射角仇，重复实验，记录相关测量 数据.1-计算法用量角器测量入射角d和折射角仇，并查出其正弦值sina和sin优,算出不同入射角的覆值，并取平均值.2.作sin 3 - sin仇图像改变不同的入射角仇，测出不同的折射角&，作sina-sin仇图像由片器可知图 像应为直线，如下图，其斜率为折射率.即=k考前须知(1)实验时

3、，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和A之间、P2与。、 P3与。之间距离要稍大一些.(2)入射角仇不宜太大(接近90),也不宜太小.(3)操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖界面当作尺子画界线.(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.(5)玻璃传应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，假设宽度太小，那么测量误差较大.误差分析(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间 距应大一些.(2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角适当大些，以减小测量的相对误差.【关键能力分层突破】考点一教材原型实验例1 2022北京高三模拟

4、小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率.小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是AABC(2)小张发现玻璃石专上下外表不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃依 选择(填“磨砂的面”或“光滑的面”)与白纸接触的放置方法进行实验较为合理.(3)小张正确操作插好了 4枚大头针，如下图，请帮助小张画出正确的光路图.然后 进行测量和计算，得出该玻璃砖的折射率n=(保存3位有效数字).【跟进训练】1 .某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔, 白纸.(1)以下哪些措施能够提高实验准确程度.A.选用两光学外表间距大的玻璃砖B.选用两光学外表平

5、行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些（2）该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞 如以下图所示，其中实验操作正确的选项是.DABC（3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点。为圆心 作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、8点作法线NV的垂线，垂足分 别为C、。点，如下图，那么玻璃的折射率=.（用图中线段的字母表示）考点二拓展创新型实验例2某同学测量玻璃砖的折射率，准备了以下器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀 有反射膜的平行玻璃砖.如图，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束

6、激光从直尺上。 点射向玻璃砖上外表，在直尺上观察到A、5两个光点，读出。、A间的距离为20.00 cm, A、B间的距离为6.00 cm,测得图中直尺到玻璃砖上外表距离力=10.00 cm,玻璃砖厚度22 =4.00 cm.玻璃的折射率=,光在玻璃砖中传播速度v=m/s（光在真空中 传播速度c=3.0X 108 s,结果均保存两位有效数字）.【跟进训练】2 .如下图，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直边与5。重合.一束激光沿着半圆 形玻璃石专的半径从圆弧面垂直于BD射到圆心0上，使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角 度仇。90。），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动.D在玻璃砖转动过程中，以下

7、说法正确的选项是（填选项前的字母）.A.折射光斑在弧形屏上沿。一月一3方向移动B.折射光斑的亮度逐渐变暗C.折射角一定小于反射角D.反射光线转过的角度为。(2)当玻璃砖转至。=45。时，恰好看不到折射光线.那么此玻璃砖的折射率=.3 .2021 .临沂模拟用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧 状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针Pi、尸2,然后在玻璃砖的另一侧观察，调 整视线使Pi的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和打，使P3挡住 P1和P2的像，挡住P3以及P1和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓, 如图甲所示，其中。为两圆弧圆心，

8、图中已画出经Pl、P2点的入射光线.(1)在图上补画出所需的光路.(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角i和折射角，请在图中的分界面上画 出这两个角.(3)用所测物理量计算折射率的公式为=.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)(5)屡次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值， 画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率=.实验十测量玻璃的折射率关键能力分层突破例1解析:（1）玻璃砖的光学面不能用手直接接触，接触面的污渍会影响接触面的平整, 进而影响折射率的测定，B正确；（2

9、）为了不影响观察实验，应使得磨砂面接触纸面；（3）光 路图如下图：S、1 1、1 1/1Z1 eX、 XS.设方格纸上小正方形的边长为1,光线的入射角为仇,折射角为仇，那么sin仇=5.6/5.62+425.6/5.62+420.814,smO2=/M）.496,所以该玻璃砖的折射率=翟=64答案：（1）B （2）磨砂的面（3）见解析图1.641 .解析：本实验考查光学中测定玻璃折射率的操作方法、误差分析、数据处理，培养 考生的实验能力，表达实验探究中证据、解释的素养要素.（1）所用玻璃砖两外表是否平行，与提高实验精确度无关，故B错.选用细的大头针有 利于提高精确度，故C错.所用玻璃砖两外表及

10、插在玻璃砖同侧的两枚大头针的间距尽量 大些，可以减小测量的相对误差，故A、D均正确.（2）利用平行玻璃砖做本实验时，入射角一定大于折射角，且穿出玻璃砖的光线与 入射光线平行，故D正确.AC由折射率的定义式可知，=黑需= =蔡BO答案：AD (2)D (3怠DL)例2解析：作出光路图如下图，根据几何知识可得，入射角i=45。，设折射角为r,那么 tan r=-,故折射率=型1.2,故 v=-=2.5X 108 m/s. 4sin rn答案：1.2 2.5 X1082 .解析：（1）作出光路图可知，折射光斑在弧形屏上沿C-O方向移动，A错误；随着 入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的

11、亮度逐渐变暗，B正确；根据折射 定律可知，光从光密介质射向光疏介质时，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角， 那么折射角一定大于反射角，C错误；根据反射定律和几何知识知，玻璃砖转过。角，那么反射 光线转过2。角，D错误.（2）当玻璃砖转至9=45。时，恰好看不到折射光线，即发生了全反射，那么临界角。=45。，由临界角公式sinC=2得出折射率=/1 n答案：（1）B&3 .解析：(1)(2)连接R、R与。交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置, 由于丹、尸2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中 的光路，如下图.(3)由折射定律可得=罂.(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CO面上发生全反射.(5)图像的斜率女=也=小由题图乙可知 sin r斜率为1.5,即该玻璃的折射率为1.5.答案：(1)(2)见解析图(3)任(4)小一些 sin r(5)1.5