實(shí)驗(yàn)十八測定玻璃的折射率

實(shí)驗(yàn)十八測定玻璃的折射率第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諟y定折射率的方法，會(huì)測定玻璃的折射率．第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)原理如圖14－4－1所示，當(dāng)光線AO以一定的入射角θ1穿過兩面平行的玻璃磚時(shí),通過插針法找出跟入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O′B，從而求出折射光線OO′和折射角θ2，第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日?qǐng)D14－4－1第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)器材白紙、圖釘、大頭針、直尺、鉛筆、量角器、平木板、長方形玻璃磚．第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日過程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)步驟1．把白紙鋪在木板上(如圖14－4－2)．圖14－4－2第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日2．在白紙上畫一直線aa′作為界面，過aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN′,并畫一條線段AO作為入射光線．3．把長方形玻璃磚放在白紙上，并使其長邊與aa′重合，再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb′.第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日4．在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.5．從玻璃磚bb′一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋?。僭赽b′一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使P3能擋住P1、P2的像,P4能擋住P3本身及P1、P2的像．第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日6．移去玻璃磚,在拔掉P1、P2、P3、P4的同時(shí)分別記下它們的位置，過P3、P4作直線O′B交bb′于O′.連接O、O′,OO′就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向．∠AON為入射角,∠O′ON′為折射角．7．改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)．第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)處理圖14－4－3第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日以入射點(diǎn)O為圓心，以一定長度R為半徑畫圓，交入射光線AO于E點(diǎn)，交折射光線OO′于E′點(diǎn)，過E作NN′的垂線EH，過E′作NN′的垂線E′H′.如圖14－4－4所示，圖14－4－4第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日誤差分析1．入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些．2．入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量的相對(duì)誤差．第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日注意事項(xiàng)1．實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P3和P4之間、P2與O、P3與O′之間距離要稍大一些．第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日2．入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．太大：反射光較強(qiáng)，出射光較弱；太?。喝肷浣?、折射角測量的相對(duì)誤差較大．3．操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線．第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日4．實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變．5．玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大．第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)典例探究在利用插針法測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中：(1)甲同學(xué)在紙上確定玻璃磚的另一個(gè)界面bb′時(shí)，不自覺地碰了玻璃磚使它向aa′方向平移了少許，實(shí)驗(yàn)誤差分析例1第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日如圖14－4－5所示．則他測出的折射率值將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)；

圖14－4－5

圖14－4－6第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日(2)乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不自覺地將兩界面aa′、bb′間距離畫得比玻璃磚寬度大些，如圖14－4－6所示．則他測得的折射率________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)．第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日【解析】

(1)如圖14－4－7所示甲同學(xué)利用插針法確定的入射角不受影響,但測得的折射角比真實(shí)值偏小，所以測得的折射率偏大．圖14－4－7圖14－4－8第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日(2)如圖14－4－8所示，乙同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后，測得的入射角不受影響，但測得的折射角比真實(shí)的折射角偏大，因此測得的折射率偏小．【答案】

(1)偏大(2)偏小第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測量液體折射率的儀器，如圖14－4－9所示．利用折射現(xiàn)象測折射率例2圖14－4－9第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2.同學(xué)們通過計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日(1)若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為________．(2)圖中P3、P4兩位置________處所對(duì)應(yīng)的折射率大．(3)作AO的延長線交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為________．第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日(2011·高考天津卷)某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率．開始玻璃磚的位置如圖14－4－10中實(shí)線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，利用全反射現(xiàn)象測折射率例3第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像．如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失．圖14－4－10第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日此時(shí)只須測量出__________