2013年高中物理 第4章 实验测定玻璃的折射率精品课件 鲁科版选修3-4.ppt

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1、实验测定玻璃的折射率实验测定玻璃的折射率 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练实实验验测测定定玻玻璃璃的的折折射射率率课前自主学案课前自主学案三、三、实验实验器材器材玻玻璃璃砖砖、白白纸纸三三张张、木木板板、大大头头针针四四枚枚、图图钉钉四枚、量角器、三角板四枚、量角器、三角板(或直尺或直尺)、铅铅笔笔四、四、实验实验步步骤骤1如如图图4221所示，将白所示，将白纸纸用用图钉钉图钉钉在平木在平木板上板上图图42212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(线线)，过过aa上上的的一一点点O画画出出界界面面的的法法

2、线线NN，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3把把长长方方形形玻玻璃璃砖砖放放在在白白纸纸上上，使使它它的的长长边边跟跟aa对齐对齐，画出玻璃，画出玻璃砖砖的另一的另一边边bb.4在直在直线线AO上上竖竖直插上两枚大直插上两枚大头针头针P1、P2，透，透过过玻璃玻璃砖观砖观察大察大头针头针P1、P2的像，的像，调调整整视线视线方向方向直到直到P2的像的像挡挡住住P1的像再在的像再在观观察者一察者一侧竖侧竖直插直插上两枚大上两枚大头针头针P3、P4，使，使P3挡挡住住P1、P2的像，的像，P4挡挡住住P3及及P1、P2的像，的像，记记下下P3、P4的位置的位置5移移去去大大头头

3、针针和和玻玻璃璃砖砖，过过P3、P4所所在在处处作作直直线线OB与与bb交交于于O，直直线线OB就就代代表表了了沿沿AO方方向入射的光向入射的光线线通通过过玻璃玻璃砖砖后的后的传传播方向播方向6连连接接OO，入入射射角角iAON，折折射射角角rOON，用用量量角角器器量量出出入入射射角角和和折折射射角角，从从三三角角函函数数表表中中查查出出它它们们的的正正弦弦值值，把把这这些些数数据据记录记录在自己在自己设计设计的表格中的表格中7用上述方法分用上述方法分别别求出入射角分求出入射角分别为别为30、45、60时时的折射角，的折射角，查查出它出它们们的正弦的正弦值值，填入表，填入表格中格中核心要点突

4、破核心要点突破一、注意事一、注意事项项1实验实验中，玻璃中，玻璃砖砖在在纸纸上的位置不可移上的位置不可移动动2用用手手拿拿玻玻璃璃砖砖时时，手手只只能能接接触触玻玻璃璃砖砖的的毛毛面面或或棱棱，不不能能触触摸摸光光洁洁的的光光学学面面，严严禁禁把把玻玻璃璃砖砖当尺子画玻璃当尺子画玻璃砖砖的另一的另一边边bb.3大大头针应竖头针应竖直地插在白直地插在白纸纸上，且玻璃上，且玻璃砖砖每每一一侧侧的两枚大的两枚大头针头针P1与与P2间间、P3与与P4间间的距的距离离应应大一些，以减少确定光路方向大一些，以减少确定光路方向时时造成的造成的误误差差4实实验验时时，入入射射角角i不不宜宜过过小小，否否则则会

5、会增增大大测测量量角角度度的的误误差差；入入射射角角也也不不宜宜过过大大，因因入入射射角角太太大大时时，折射光，折射光线线太弱太弱5为为减减小小实实验验误误差差，要要改改变变入入射射角角，重重复复实实验验，所所以以应应将将每每次次实实验验所所得得的的插插孔孔进进行行编编号号，以以免免造成混乱造成混乱6玻璃玻璃砖应选砖应选用用宽宽度度较较大的，宜在大的，宜在5 cm以上，以上，若若宽宽度太小，度太小，则测则测量量误误差差较较大大二、数据二、数据处处理理1处处理方法一：在找到入射光理方法一：在找到入射光线线和折射光和折射光线线以以后，以入射点后，以入射点O为圆为圆心，以任意心，以任意长为长为半径画

6、半径画圆圆，分分别别与与AO交于交于C点，与点，与OO(或或OO的延的延长线长线)交交于于D点，点，过过C、D两点分两点分别别向向NN作垂作垂线线，分，分别别交交NN于于C、D，用直尺量出，用直尺量出CC和和DD的的长长，如，如图图4122甲所示甲所示图图4122三、三、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枚大大头头针针间间距距应应大大一一些，玻璃些，玻璃砖应宽砖应宽一些一些2入射角和折射角的入射角和折射角的测测量造成量造成误误差，故入射角差，故入射角应应适当大些，以减小适当大些，以减小测测量

7、的相量的相对误对误差差课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一“插针法插针法”的基本应用的基本应用 某同学用插某同学用插针针法法测测定玻璃定玻璃砖砖的折射率，他的折射率，他的的实验实验方法和操作步方法和操作步骤骤正确无正确无误误，但他，但他处处理理实实验记录时发现验记录时发现玻璃玻璃砖砖的两个光学面的两个光学面aa与与bb不不平行，如平行，如图图4123所示，所示，则则()例例1图图4123A入射光线与出射光线平行入射光线与出射光线平行B入射光线与出射光线不平行入射光线与出射光线不平行C他测出的折射率偏大他测出的折射率偏大D他测出的折射率偏小他测出的折射率偏小图图4124若若aa与与bb平行，则平

8、行，则i，因此，因此r，此时入射，此时入射光线光线AO与出射光线与出射光线OB平行平行若若aa与与bb不平行，则不平行，则i，因此，因此r.此时入射光此时入射光线线AO与出射光线与出射光线OB不平行不平行B正确正确在具体测定折射率时，要求实验方法、光路均在具体测定折射率时，要求实验方法、光路均准确无误，折射率的测量值应不受准确无误，折射率的测量值应不受aa与与bb是否是否平行的影响平行的影响【答案答案】B变变式式训练训练1用三棱用三棱镜镜做做测测定玻璃折射率的定玻璃折射率的实验实验，先在白先在白纸纸上放好三棱上放好三棱镜镜，在棱，在棱镜镜的一的一侧侧插上两插上两枚大枚大头针头针P1和和P2，然

9、后在棱，然后在棱镜镜的另一的另一侧观侧观察，察，调调整整视线视线使使P1的像被的像被P2挡挡住，接着在眼睛所在的一住，接着在眼睛所在的一侧侧插两枚大插两枚大头针头针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的像，在的像，在纸纸上上标标出的大出的大头针头针位位置和三棱置和三棱镜轮镜轮廓如廓如图图4125所示所示图图4125(1)在题图上画出所需的光路在题图上画出所需的光路(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是是_、_，在图上标出它们，在图上标出它们(3)计算折射率的公式是计算折射率的公式是n_.解解析析：(1)

10、如如图图所所示示画画出出通通过过P1、P2的的入入射射光光线线交交AC面面于于O，画画出出通通过过P3、P4的的出出射射光光线线交交AB面于面于 O，则则光光线线OO就就是是入入射射光光线线P1P2在在三三棱棱镜镜中的折射光中的折射光线线(2)在所画的在所画的图图上，上，标标明入射角明入射角i和折射角和折射角r，并画，并画出虚出虚线线部分用量角器部分用量角器测测量出量出i和和r或用刻度尺或用刻度尺测测出出线线段段EF、OE、GH、OG的的长长度度 在利用插在利用插针针法法测测定玻璃定玻璃砖砖折射率的折射率的实验实验中：中：(1)甲同学在甲同学在纸纸上正确画出玻璃上正确画出玻璃砖砖的两个界面的两

11、个界面aa和和bb后，不小心碰了玻璃后，不小心碰了玻璃砖砖使它向使它向aa方向平移了少方向平移了少许许，如，如图图4126甲所示甲所示则则他他测测出的折射率将出的折射率将_(选选填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不不变变”)；类型二类型二实验误差分析实验误差分析例例2图图4126(2)乙同学在画界面时，不小心将两界面乙同学在画界面时，不小心将两界面aa、bb的间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，的间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率则他测得的折射率_(选填选填“偏大偏大”“偏小偏小”或或“不变不变”)【精精讲讲精析精析】(1)测定玻璃折射率的实验的关键测定玻璃折射率的实

12、验的关键是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线，从而找是找出入射光线在玻璃砖中的折射光线，从而找出折射角现在将其光路图作出后，进行比较，出折射角现在将其光路图作出后，进行比较，看一看玻璃砖向上平移是否影响到折射角大小的看一看玻璃砖向上平移是否影响到折射角大小的变化如图变化如图4127所示，由图可知，所示，由图可知，图图4127故不影响故不影响实验结实验结果，所以果，所以测测得的折射率不得的折射率不变变(2)如如图图4128所示，乙同学利用插所示，乙同学利用插针针法确定法确定入射光入射光线线、折射光、折射光线线后，后，测测得的入射角不受影得的入射角不受影响，但响，但测测得的折射角比真得的折射角比真实

13、实的折射角偏大，因的折射角偏大，因此此测测得的折射率偏小得的折射率偏小图图4128【答案答案】(1)不不变变(2)偏小偏小变变式式训练训练2(2010年高考福建卷年高考福建卷)某同学利用某同学利用“插插针针法法”测测定玻璃的折射率，所用的玻璃定玻璃的折射率，所用的玻璃砖砖两两面平行正确操作后，作出的光路面平行正确操作后，作出的光路图图及及测测出的出的相关角度如相关角度如图图4129所示所示图图4129此玻璃的折射率计算式为此玻璃的折射率计算式为n_(用图中用图中的的1，2表示表示)；如果有几块宽度大小不同的如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度宽度_(填填“大大”或或“小小”)的玻璃砖来测量的玻璃砖来测量