第十四章 实验十三 测量玻璃的折射率公开课.docx

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1、实验十三 测量玻璃的折射率【目标要求】1.掌握测定折射率的原理及方法2能用插针法测量玻璃的折射率.实验技能储藏1 .实验原理如图1所示，当光线以一定的入射角仇穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入 射光线A。对应的出射光线。8,从而画出折射光线。,求出折射角仇，再根据=瑞假设计算出玻璃的折射率.实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.2 .实验过程用图钉把白纸固定在木板上.在白纸上画一条直线44,，并取幽上的一点。为入射点，作过。点的法线.画出线段A。作为入射光线，并在A。上插上外、尸2两根大头针.(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线对齐，并画出另一条

2、长边的对齐线 bbf .眼睛在仍的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使Pi的像被2的像挡住, 然后在眼睛这一侧插上大头针尸3,使尸3挡住尸1、尸2的像,再插上尸4,使尸4挡住尸3和Pl、 尸2的像.(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针。3、。4的针孔位置确定出射光线。3及出射点0，, 连接0、。,得到线段.(7)用量角器测量入射角61和折射角仇，并查出其正弦值sin仇和sin仇.改变入射角，重复实验.3 .数据处理计算法用量角器测量入射角仇和折射角02,并查出其正弦值sina和sin纭算出不同入射角时的果，并取平均值图2(2)图像法改变不同的入射角仇，测出不同的折射角仇，作sind

3、sin。2的图像，由=嗯可知图像 应是过原点的直线，如图2所示，其斜率为折射率.图3(3) “单位圆”法FHF H1以入射点。为圆心，以一定的长度R为半径画圆，如图3所示，sin&=7亍，sin 62=-，OE=OEf =R,那么=普=3名二.只要用刻度尺量出E”、Ef Hr的长度就可以求出几 Sin 02 E ri5.考前须知实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且Pl和P2之间、和尸4之间、尸2与。、P3与0,之间距离要稍大一些.入射角&不宜太大(接近90),也不宜太小(接近0).操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃依界面当尺子画界线.(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不

4、能改变.玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，假设宽度太小，那么测量误差较大.考点一教材原型实验【例11 (2019天津卷9(2)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.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图所 示，其中实验操作正确的选项是.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

5、交于A、B点、,再过A、3点作法线的垂线，垂足分别为C、 。点，如图4所示，那么玻璃的折射率=.(用图中线段的字母表示)答案(1)AD (2)D (3)恶解析(2)由题图可知，选用的玻璃砖两光学外表平行，那么入射光线应与出射光线平行，B、C 错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A错误，D正确； AC、石上心小十 sinNAOC AO AC(3)由折射冗律可知=sm/BOD=诙=砺BO跟进训练1 .如图5所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC 的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚

6、大头针Pl和P2,再从棱镜的右侧观察P1和尸2的像.此后正确的操作步骤是.A.插上大头针为，使P3挡住尸2的像B.插上大头针心，使P3挡住P、P2的像C.插上大头针尸4,使尸4挡住的像D.插上大头针。4，使挡住尸3以及P和P2的像正确完成上述操作后，在纸上标出大头针打、尸4的位置（图5中已标出）.为测量该种玻璃 的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和假设干条辅助线，如图6甲、乙所 示.能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图（填“甲”或 “乙”），所测玻璃折射率的表达式=（用代表线段长度的字母中、RS表示）.答案（1）BD （2）乙EDFG甲乙图6解析（1）此后正

7、确的操作步骤是：插上大头针心，使P3挡住。1、P2的像；插上大头针。4, 使尸4挡住R、P2的像和。3,选项B、D正确.ED能够仅通过测量灰）、/G的长度便可正确计算出折射率的是题图乙，二皂吗二警二照.sin C72 rtr rcr5d考点二拓展创新实验【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7所示，直尺与玻璃俳平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上 。点射向玻璃砖外表，在直尺上观察到A、B两个光点，读出0A间的距离为20.00 cm, AB 间的距离为6.00 cm,测得图中直尺到玻璃砖上外表的距离4 = 10.00 cm,玻

8、璃砖厚度=4.00 cm,那么该玻璃的折射率=,光在该玻璃中传播速度。= m/s（光在真空中传播速度c=3.0X 108 m/s,结果均保存两位有效数字）.答案 1.2 2.5 X1083解析 作出光路图如下图，根据几何知识可得入射角i=45。，设折射角为人 那么tanr=a，故折射率=含12,故。=2.5X10m/s.跟进训练2.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外、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使丹的像被尸2挡 住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针尸3和。4,使尸3挡住Pl和的像，24挡住P3以及 Pl和B的像，

9、在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图8甲所示，其中。为两圆 弧圆心，图中已画出经过丹、尸2点的入射光线.在图上补画出光路.(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的A5分界面上画出这两个 角.用所测物理量计算折射率的公式为=.为了保证在CQ得到出射光线，实验过程中，光线在A8的入射角应适当(填“小 一些”“无所谓”或“大一些”).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 如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率=. 答案（1）见解析图（2）见解析图（3）需；（4）小一些（5）1.5 olll /解析（1）连接尸3、尸4与交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置；丹、尸2的连 线与的交点即为光线进入玻璃砖中的位置；连接两点即可作出玻璃砖中的光路.PP连接。点与光线在A3上的入射点即为法线，作出入射角i和折射角r.（3）由折射定律可得=需/oil 1，为了保证能在上有出射光线，实验过程中应使入射角适当小一些，才不会使光线在 co上发生全反射. （5）图线斜率仁氏=15