【高中物理】光的折射：测定玻璃的折射率 高二 物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、实验：测定玻璃的折射率光 的 折 射3.会计算折射率及折射率的平均值学习目标1.知道测定玻璃的折射率的原理、方法和步骤.2.知道实验误差产生的原因和减小误差的方法.ir入射角折射角法线介质空气分界面实验原理玻 璃 砖、白 纸、木 板、大头 针 四 枚、图 钉(3 4枚)、量角器、直尺、铅笔实验器材玻璃砖irabab1把白纸用图钉钉在木板上2用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的一条线aa作为界面，过aa上一点O 作垂直于aa的直线NN 作为法线，过O 点画 一条入射光线AO，使入射角1适当大些3在AO 线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa重合4沿玻璃砖的另

2、一侧面用直尺画一条直线bb.5 在 玻 璃 砖 bb一 侧 白 纸 上 竖 直 地 立 一 枚 大 头 针 P3，调 整 视 线，同 时 移 动 大 头 针 P3的 位 置，当 P3恰 好 能 同时挡住玻璃砖aa一侧所插的大头针P1、P2的像时，把大头针P3竖直插好6在玻璃砖bb一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像7 记 下 P3、P4的 位 置，移 去 玻 璃 砖，拔 去 大 头 针，过 P3、P4连 一 条 直 线 BO 交 bb于 O 点，连 接 OO，OO 就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为2.8用量角器量出入射角1和折射角2的大

3、小9改变入射角1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角实验步骤数据处理计算法多次测量求平均值数据处理ir单位圆法数据处理图像法入射角i()sini折射角r()sinr10 0.17 6.70.1220 0.34 13.30.2330 0.50 19.60.3440 0.64 25.20.4350 0.76 30.70.5160 0.87 35.10.5770 0.94 38.60.6280 0.98 40.60.65sinr 0.10.2 0.30.40.50.20.40.60.81.00.6 0.70数据处理ir图像法 单位圆法 携手 1 20 1 2斜率k=n尺行天下不需要

4、测量角度，不需要计算正弦值。一把尺子就够了！玻璃砖irabab误差探究与分析探究一大头针为什么必须竖直插？1 2 3 4探究二光路可逆玻璃砖irabab误差探究与分析探究三 1 2 3 4实验时入射角大一些好还是小一些好？玻璃砖irabab误差探究与分析探究四 1 2 3 4请问玻璃砖的宽度宽一些好还是窄一些好？玻璃砖irabab误差探究与分析探究五 1 2 3 4请问玻璃砖的bb 面一定要与aa 面平行吗？圆柱形 误差探究与分析探究六请问其他形状的玻璃砖也可以用插针法测量吗？画一画！上边界向上平移误差探究与分析探究七玻璃砖irabab 1 2 3 4真实测量 测 真边界平移探究七玻璃砖ira

5、bab 1 2 3 4真实测量 测 真下边界向下平移误差探究与分析边界平移玻璃砖irabab 1 2 3 4真实测量 测 真上下边界向外平移 探究七误差探究与分析边界平移玻璃砖irabab 1 2 3 4真实测量 测 真上下边界向内平移 探究七误差探究与分析边界平移ir真实测量玻璃砖ir误差探究与分析玻璃砖平移探究八误差探究与分析探究九玻璃砖旋转玻璃砖irir 真实测量 测量?1.97 1.46 1.392.73 1.73 1.15特殊值法不等式法y=sinxoxirbb+ca+da相似三角形法y=sinxoxirbb+ca+daeffgir入射角折射角法线玻璃空气 分界面 作图法误差探究与分

6、析探究九玻璃砖旋转玻璃砖irir 真实测量 测量误差探究与分析探究十 法线未与边界垂直玻璃砖ir真实测量误差探究与分析探究十 法线未与边界垂直玻璃砖ir真实测量误差探究与分析关键真实的入射角和折射角找准和明确测量的入射角和折射角在 用 插 针 法 测 玻 璃 砖 折 射 率 的 实 验 中，实 验 方 法 和 步 骤完 全 正 确，但 测 后 发 现 玻 璃 砖 的 两 个 光 学 面 不 平 行，则_A 入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏大B 入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小C 入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确D 入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确跟我走大显身

7、手例1跟我走大显身手例2“测 定 玻 璃 的 折 射 率”的 实 验 中，在 白 纸 上 放 好 玻 璃 砖，aa和 bb分 别 是 玻 璃 砖 与 空气 的 两 个 界 面，如 图4所 示 在 玻 璃 砖 的 一 侧 插 上 两 枚 大 头 针 P1和 P2，用“”表 示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4.(1)在插P3和P4时，应使_(选填选项前的字母)A P3只挡住P1的像B P4只挡住P3C P3同时挡住P1、P2的像D P4挡住P3及P1、P2的像(2)按(1)中 的 做 法 确 定 大 头 针 P3和 P4的 位 置，请 将 光 路 图 补 充 完

8、 整，并 在 图 中 标 出 需要测量的量，则玻璃砖的折射率可表示为n_.(用图中标出的测量量表示)ir 在 用 插 针 法 做“测 定 玻 璃 砖 折 射 率”的 实 验 中，某 同 学 先 在 白 纸 上 画 出 一 直线 并 让 待 测 玻 璃 砖 一 界 面 ab与 线 重 合 放 置，再 进 行 插 针 观 察，如 图6所 示，梯形 abcd 是 其 水 平 截 面 的 边 界 线，而 A、B、C、D 为 该 同 学 在 某 次 实 验 时 插 入 的4枚大头针的位置情况(1)请 在 图 中 完 成 测 量 玻 璃 砖 折 射 率 的 有 关 光 路 图，并 标 出 入 射 角 和

9、折 射 角；(2)用和 写出计算折射率的公式n_.(3)若 所 画 的 cd 线 比 实 际 界 面 向 外 平 移 了 一 些，则 测 得 的 折 射 率 将_(选填“偏小”“不变”或“偏大”)偏大跟我走大显身手例3在 做“插 针 法 测 定 玻 璃 砖 的 折 射 率”的 实 验 中，对 于 如 图 所 示 的 梯 形玻 璃 砖(两 个 光 学 面 不 平 行)，实 验 结 果 可 能 是 下 列 图 中 的_(请选择一个正确答案)味道江湖 1在“测定玻璃的折射率”的实验中，(1)操作步骤如下：先 在 白 纸 上 画 出 一 条 直 线 aa 代 表 两 种 介 质 的 界 面，过 aa上

10、 的 O 点 画 出 界 面 的 法线NN，并画一条线段AO 作为入射光线把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa对齐在 线 段 AO 上 竖 直 地 插 上 两 枚 大 头 针 P1、P2，透 过 玻 璃 砖 观 察 大 头 针 P1、P2的 像 调 整 视 线 方 向，直 到 P1的 像 被 P2的 像 挡 住 再 在 观 察 的 这 一 侧 插 两 枚 大 头 针 P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置移 去 大 头 针 和 玻 璃 砖，连 接 P3、P4作 为 折 射 光 线，测 量 出 入 射 角 1与 折 射 角 2，填入表格中上

11、述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是_.步 骤 中 应 在 白 纸 上 画 出 玻 璃 砖 的 另 一 个 界 面 bb，步 骤 中 应 令 P3、P4的 连 线 与 bb的 交 点为O，连接O 和aa上的入射点O，作出玻璃砖中的光线OO.味道江湖 2(2)实 验 中 测 出 了 多 组 入 射 角 1与 折 射 角 2，并 作 出 了sin 1sin 2的图象如图所示，则下列说法正确的是_A 实验时，光线是由空气射入玻璃B 实验时，光线是由玻璃射入空气C 玻璃的折射率为0.67D 玻璃的折射率为1.5如 图 所 示，某 同 学 做“测 定 玻 璃 的 折 射 率”实 验 时，完 成 光

12、路 图 后，由 于 没 有 量 角 器，借 助 圆 规 以 O 为 圆 心 画 圆，该 圆 交 入 射 光 线 于 A 点，交 OO 连 线 延 长 线 于 C 点 分 别 过 A 点、C 点 作 法 线 NN 的 垂 线 AB、CD交 NN 于 B 点、D 点，请 用 刻 度 尺 测 量 并 计 算 得 到 此 玻 璃 的 折 射 率 n_.(结果保留两位有效数字)1.5味道江湖 3如 图 所 示，某 同 学 用 插 针 法 测 定 一 半 圆 形 玻 璃 砖 的 折 射 率 先 在 平 铺 的 白 纸 上 放 半 圆 形 玻 璃砖，用 铅 笔 画 出 直 径 所 在 的 位 置 MN、圆

13、心 O 以 及 玻 璃 砖 圆 弧 线(图 中 半 圆 实 线)；再 垂 直 纸 面插 大 头 针 P1、P2确 定 入 射 光 线，并 让 入 射 光 线 过 圆 心 O；最 后，在 玻 璃 砖 圆 弧 线 另 一 侧 垂 直 纸面 插 大 头 针 P3，使 P3挡 住 P1、P2的 像 移 走 玻 璃 砖，作 出 与 圆 弧 线 对 称 的 半 圆 虚 线，过 O 点 作垂 直 于 MN的 直 线 作 为 法 线；连 接 OP2P1，交 半 圆 虚 线 于 B 点，过 B 点 作 法 线 的 垂 线 交 法 线 于 A点；连接OP3，交半圆实线于C 点，过C 点作法线的垂线交法线于D 点(

14、1)测 得 AB 的 长 度 为 l1，AO 的 长 度 为 l2，CD 的 长 度 为 l3，DO 的 长 度 为 l4.计 算 玻 璃 砖 折 射 率 n的公式是n_(选用l1、l2、l3或l4表示)(2)该同学在插大头针P3前，不小心将玻璃砖以O 为轴心顺时针转过一个小角度，该同学测得的玻璃砖折射率将_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)真实法线测量计算时的法线偏大味道江湖 4味道江湖 1某 同 学 在 纸 上 正 确 画 出 玻 璃 砖 的 两 个 界 面 aa和 bb后，不 小 心 碰 了 玻 璃 砖 使 它 向 aa方 向 平 移 了 少 许，如 图 所 示 则 他 测 出 的 折

15、射 率 将_(选 填“偏 大”“偏 小”或“不变”)乙 同 学 在 画 界 面 时，不 小 心 将 两 界 面 aa、bb间 距 画 得 比 玻 璃 砖 宽 度 大些，如 图 所 示，则 他 测 得 的 折 射 率 将_(选 填“偏 大”“偏 小”或“不变”)偏小真实折射光线测量计算时的折射光线味道江湖 5利 用 插 针 法 测 玻 璃 的 折 射 率，实 验 中 先 将 玻 璃 砖 固 定 在 水 平 桌 面 上 的 白 纸 上，画 出 玻 璃 砖 两 侧界 面 MN、PQ，在 玻 璃 砖 的 一 侧 插 好 大 头 针 P1、P2后，某 同 学 发 现 在 P1、P2的 同 侧 通 过 玻 璃 砖在 如 图 所 示 位 置 也 可 观 察 到 P1、P2的 像，于 是 他 在 白 纸 上 插 大 头 针 P3，使 P3挡 住 P1、P2的 像，然 后，他 又 插 下 大 头 针 P4，使 P4挡 住 P3以 及 P2、P1的 像，取 走 玻 璃 砖，画 P1、P2连 线 交 MN于 O点，P4、P3连 线 交 MN于 O 点，测 出 P1、P2连 线 与 MN间 的 夹 角 30，玻 璃 砖 的 厚 度 h2.00 cm，OO 两点间的距离l 3.00 cm.则玻璃砖的折射率为_(结果保留三位有效数字)味道江湖 6华山论剑之太明论理味道江湖