測定玻璃折射率（課堂PPT）

1、1測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2一、實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)原理如圖，利用平行玻璃磚對光路的側(cè)移，用插針法找出如圖，利用平行玻璃磚對光路的側(cè)移，用插針法找出入射光線入射光線AO對應(yīng)的出射光線對應(yīng)的出射光線OB,確定出射點(diǎn)確定出射點(diǎn)，畫出折射光線畫出折射光線，量出入射角，量出入射角i和折射角和折射角r,根據(jù)根據(jù)n=sini/sinr 計(jì)算出玻璃的折射率計(jì)算出玻璃的折射率3二、基本操作步驟：二、基本操作步驟：、固定白紙于繪圖板、固定白紙于繪圖板、畫出界面線、畫出界面線aa、法線、法線NN和和 入射光線入射光線OA.3、放好玻璃磚，畫下界面、放好玻璃磚，畫下界面bb.4、插針法定出射光線：在、插

2、針法定出射光線：在OA上上豎直豎直 插上插上P1、P2，透過玻璃磚觀，透過玻璃磚觀P1、P2 的像，調(diào)整視線直到的像，調(diào)整視線直到P2的像擋住的像擋住P1的像，再在觀察者的像，再在觀察者 一一 側(cè)豎直插側(cè)豎直插P3、P4，使使P3擋住擋住P1、P2 的像的像，P4擋住擋住 P3本身和本身和P1、P2 的像的像，記下，記下P3、P4的位置。的位置。5、作圖確定出射光、作圖確定出射光OB、出射點(diǎn)、出射點(diǎn)O、折射光線、折射光線.4二、基本操作步驟：二、基本操作步驟：、固定白紙于繪圖板、固定白紙于繪圖板、畫出界面線、畫出界面線aa、法線、法線NN和和 入射光線入射光線OA.3、放好玻璃磚，畫下界面、放

3、好玻璃磚，畫下界面bb.4、插針法定出射光線：在、插針法定出射光線：在OA上上豎直豎直插上插上P1、P2，透過，透過玻璃磚觀玻璃磚觀P1、P2的像，調(diào)整視線直到的像，調(diào)整視線直到P2的像擋住的像擋住P1的的像，再在觀察者一像，再在觀察者一 側(cè)豎直插側(cè)豎直插P3、P4，使使P3擋住擋住P1、P2 的的像像，P4擋住擋住 P3本身和本身和P1、P2 的像的像，記下，記下P3、P4的位置。的位置。5、作圖確定出射光、作圖確定出射光OB、出射點(diǎn)、出射點(diǎn)O、折射光線、折射光線.6、測量入射角、測量入射角i和折射角和折射角r，查出正弦值并記入表格，查出正弦值并記入表格7、分別測出、分別測出i為為30、45

4、、60、75時(shí)的折射角，查時(shí)的折射角，查出正弦值，計(jì)算不同入射角時(shí)折射率，并求其平均值。出正弦值，計(jì)算不同入射角時(shí)折射率，并求其平均值。5三、注意事項(xiàng)三、注意事項(xiàng)1、大頭針豎直插在紙上，間距要稍大一些。、大頭針豎直插在紙上，間距要稍大一些。2、入射角不宜太大或太小，一般在、入射角不宜太大或太小，一般在1575間間3、實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與白紙的位置都不能改變。、實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與白紙的位置都不能改變。6數(shù)據(jù)處理法一：數(shù)據(jù)處理法一：在測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)各設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)記錄表，在測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)各設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)記錄表，你認(rèn)為誰是對的？并簡要說明理由。你認(rèn)為誰是對的？并簡要說明

5、理由。甲設(shè)計(jì)的表格甲設(shè)計(jì)的表格乙設(shè)計(jì)的表格乙設(shè)計(jì)的表格（正確）（正確）7數(shù)據(jù)處理法二：數(shù)據(jù)處理法二：圖象法圖象法作作sinisinr圖象，函數(shù)關(guān)系：圖象，函數(shù)關(guān)系：sini = n sinr所以所以圖象的斜率即表示折射率圖象的斜率即表示折射率?。ǎǎ?思考：思考：如果某同學(xué)在完成了光路圖后發(fā)現(xiàn)自己沒帶量角如果某同學(xué)在完成了光路圖后發(fā)現(xiàn)自己沒帶量角器，只用毫米刻度尺和圓規(guī)，他能求出折射率嗎？器，只用毫米刻度尺和圓規(guī)，他能求出折射率嗎？SinicdRSinrefRn=sinisinr=cdef9思考：思考：在利用插針法在利用插針法“測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：實(shí)驗(yàn)中：（）甲同學(xué)在紙

6、上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面（）甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa和和bb后，后，實(shí)驗(yàn)中不小心碰了玻璃磚使它向?qū)嶒?yàn)中不小心碰了玻璃磚使它向aa方向平移了少許（其它操作均方向平移了少許（其它操作均正確無誤）。如圖（正確無誤）。如圖（a）所示。則他測出的折射率值將）所示。則他測出的折射率值將 （）（）aabb(a)（）乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不自覺地將兩界面（）乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不自覺地將兩界面aa、bb間距畫得間距畫得比玻璃磚寬度大些（其它操作均正確無誤），如圖（比玻璃磚寬度大些（其它操作均正確無誤），如圖（b）所示，則他）所示，則他測得折射率將測得折射率將 （）aabb（b）不變不變偏小偏小10

7、例例:如下圖所示：一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時(shí)，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率n_有一同學(xué)把大頭針插在P1、P2位置時(shí)，沿著P4、P3的方向看不到大頭針的像，其原因是_1.73經(jīng)經(jīng)P1、P2的光線在的光線在MN處發(fā)生全反射處發(fā)生全反射思考思考:當(dāng)入射角足夠大時(shí)當(dāng)入射角足夠大時(shí),在平行玻璃磚的下表面上會(huì)不會(huì)在平行玻璃磚的下表面上會(huì)不會(huì) 發(fā)生全反射發(fā)生全反射?不會(huì)不會(huì)!11 例：例：如圖所示的裝置可以測定棱鏡的折射率，其中如圖所示的裝置可以測定棱鏡的折射率，其中ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的兩個(gè)銳角表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的兩個(gè)銳

8、角和和都是已都是已知的，緊貼直角邊知的，緊貼直角邊AC的是一塊平面鏡，將束光線的是一塊平面鏡，將束光線SO入射入射到棱鏡的到棱鏡的AB面上，適當(dāng)調(diào)整面上，適當(dāng)調(diào)整SO的入射方向，使的入射方向，使從從AB面出面出射的光線與入射光線射的光線與入射光線SO恰好重合恰好重合，在這種情況下，僅需，在這種情況下，僅需要測出一個(gè)物理量要測出一個(gè)物理量 _ 就可以算出該棱鏡的折就可以算出該棱鏡的折射率，則計(jì)算折射率的表達(dá)式為射率，則計(jì)算折射率的表達(dá)式為n=_。SO與與AB夾角夾角icosi/sin12三、測折射率方法三、測折射率方法1、利用、利用n=sini/sinr （插針法等）（插針法等）、利用、利用n=

9、1/sinC (全反射法）全反射法）3 光速法光速法n=c/v13例例1：用一束光線垂直于玻璃磚直徑平面射入圓心用一束光線垂直于玻璃磚直徑平面射入圓心O，以以O(shè)為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)半圓形玻璃為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)半圓形玻璃磚，當(dāng)剛轉(zhuǎn)過磚，當(dāng)剛轉(zhuǎn)過角時(shí)，觀察者在玻璃磚平角時(shí)，觀察者在玻璃磚平面一側(cè)面一側(cè)恰看不到出射光線恰看不到出射光線。這樣就可以知。這樣就可以知道該玻璃磚的折射率道該玻璃磚的折射率n的大小。的大小。利用全反射法：利用全反射法：思考：思考：以上方法所測以上方法所測即為即為 ,玻玻璃折射率璃折射率n= 臨界角臨界角1/sin 例：例：全線突破全線突破第第260頁（頁（7）14三

10、、測折射率方法三、測折射率方法1、利用、利用n=sini/sinr （插針法等）（插針法等）、利用、利用n=1/sinC (全反射法）全反射法）3、利用視深公式、利用視深公式 n=h/h(視深法）視深法）15視深法：視深法：原理：利用視深公式原理：利用視深公式n=h/h方法：方法：在一盛水的燒杯底部放一粒綠豆，在水面上方吊在一盛水的燒杯底部放一粒綠豆，在水面上方吊 一根針，如圖所示。調(diào)節(jié)針的位置，直到一根針，如圖所示。調(diào)節(jié)針的位置，直到針尖在水中的像針尖在水中的像與與看到的綠豆看到的綠豆重合，測出針尖距水面距離即為杯中水的視重合，測出針尖距水面距離即為杯中水的視深深h，再測出水的實(shí)際深度再測出

11、水的實(shí)際深度h ，則水的折射率則水的折射率n=h/h，16三、測折射率方法三、測折射率方法1、利用、利用n=sini/sinr （插針法等）（插針法等）、利用、利用n=1/sinC (全反射法）全反射法）3、利用視深公式、利用視深公式 n=h/h(視深法）視深法）4、成像法：成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像利用水面的反射成像和水的折射成像17成像法：成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像利用水面的反射成像和水的折射成像在一盛滿水的燒杯中，緊挨杯口豎直插一直尺，在直尺在一盛滿水的燒杯中，緊挨杯口豎直插一直尺，在直尺的對面觀察水面，能同時(shí)看到直尺在水中的部分和露出的對面觀察水面，能同時(shí)看

12、到直尺在水中的部分和露出水水面部面部分的像，若從點(diǎn)分的像，若從點(diǎn)P看到直尺水下最低點(diǎn)的刻度看到直尺水下最低點(diǎn)的刻度B的的像像（折射成像）恰好跟直尺在水面上刻度（折射成像）恰好跟直尺在水面上刻度A的像（反射的像（反射成像）重合，讀出成像）重合，讀出AC、BC的長，量出燒杯內(nèi)徑的長，量出燒杯內(nèi)徑d，即可，即可求出水的折射率求出水的折射率18三、測折射率方法三、測折射率方法1、利用、利用n=sini/sinr （插針法等）（插針法等）、利用、利用n=1/sinC (全反射法）全反射法）3、利用視深公式、利用視深公式 n=h/h(視深法）視深法）4、成像法：成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像利用

13、水面的反射成像和水的折射成像5、觀察法觀察法19 取一圓筒，放在水平桌面上，如圖所示，從點(diǎn)取一圓筒，放在水平桌面上，如圖所示，從點(diǎn)A觀觀察，調(diào)整視線恰好看到筒底邊緣點(diǎn)察，調(diào)整視線恰好看到筒底邊緣點(diǎn)B，慢慢向筒中注入，慢慢向筒中注入清水至滿，仍從點(diǎn)清水至滿，仍從點(diǎn)A觀察，能看到筒底的點(diǎn)觀察，能看到筒底的點(diǎn)C，記錄點(diǎn)，記錄點(diǎn)C位置，量出筒高位置，量出筒高h(yuǎn)，筒的內(nèi)徑，筒的內(nèi)徑d及及C到筒另一邊緣到筒另一邊緣D的的距離距離l，則：，則：觀察法：觀察法：20三、測折射率方法三、測折射率方法1、利用、利用n=sini/sinr （插針法等）（插針法等）、利用、利用n=1/sinC (全反射法）全反射法）3、利用視深公式、利用視深公式 n=h/h(視深法）視深法）4、成像法：成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像利用水面的反射成像和水的折射成像5、觀察法觀察法 ：利用光的折射定律利用光的折射定律21例例:將直角坐標(biāo)系和等腰直角棱鏡將直角坐標(biāo)系和