實(shí)驗(yàn)測(cè)定玻璃的折射率課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

2．實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率1、原理：折射定律

2、方法：用插針?lè)ㄑ芯磕骋粭l光線經(jīng)過(guò)平行玻璃磚，測(cè)出折射角和入射角。空氣玻璃i=?r=?界面法線3、實(shí)驗(yàn)器材：玻璃磚、白紙、大頭針若干、鉛筆、直尺、量角器2.在白紙上畫(huà)一條直線aa′代表兩種介質(zhì)的界面，過(guò)aa′上的一點(diǎn)O畫(huà)出界面的法線NN′，并畫(huà)一條線段AO作為入射光線。實(shí)驗(yàn)步驟3.把長(zhǎng)方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一個(gè)長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊，并畫(huà)出玻璃磚的另一長(zhǎng)邊bb′。1.用圖釘把白紙固定在木板上。5.在玻璃磚bb′側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像。調(diào)整視線直到P1的像被P2的像擋?。辉僭赽b′側(cè)插上大頭針P3、P4，使P3能擋住P1、P2的像，P4能擋住P1、P2的像及P3本身。實(shí)驗(yàn)步驟6.移去玻璃磚，記下P1、P2、P3、P4的位置。過(guò)P3、P4作直線交bb′于O′，連結(jié)O、O′，OO′是折射光線,∠AON為入射角θ1，∠O′ON′為折射角θ24.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P27.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，查出它們的正弦值，并把這些數(shù)據(jù)填入記錄表格里．8.用上述方法分別求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°時(shí)的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記入表格里．9.算出不同入射角時(shí)sinθ1/sinθ2的值，求出幾次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值，就是玻璃的折射率．實(shí)驗(yàn)步驟5、注意事項(xiàng)：（1）入射角一般取15o→75o為宜

（太小，相對(duì)誤差大；太大,使折射光線弱，不易觀察）（2）插針要豎直，且間距適當(dāng)大些（精確確定光路）

（3）插針?lè)▽?shí)驗(yàn)，玻璃磚不能動(dòng)（移動(dòng)會(huì)改變光路圖

）（4）確定邊界線時(shí)嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子用（損壞玻璃磚），畫(huà)邊界線時(shí)描兩點(diǎn)確定邊界線（5）玻璃磚寬度在5cm以上（讓折射光線長(zhǎng)點(diǎn)以減小誤差）

4、數(shù)據(jù)處理：

（1）計(jì)算法：量角度計(jì)算（2）作圖法：畫(huà)一個(gè)圓與折射、入射光線相交于A、E兩點(diǎn)，從交點(diǎn)作兩條與法線垂直的線段，量出兩條線段長(zhǎng)度某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線剛好過(guò)O點(diǎn)誤差分析該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將______偏大(填“偏小”、“偏大”或“不變”)。在做測(cè)定玻璃折射率n的實(shí)驗(yàn)時(shí)：(1)甲同學(xué)在紙上畫(huà)出玻璃磚的兩個(gè)界面ab和cd時(shí)不慎碰了玻璃磚使它向ab方向平移了一些，其后的操作都正確．但畫(huà)光路圖時(shí)，將折射點(diǎn)確定在ab和cd上，則測(cè)出的n值將________．誤差分析不變(2)乙同學(xué)畫(huà)出的a′b′和c′d′都比實(shí)際界面向外側(cè)平移了一些，以后的操作均正確，畫(huà)光路圖時(shí)將入射點(diǎn)和折射點(diǎn)都確定在a′b′和c′d′上，則所測(cè)出的n值將________．誤差分析偏小(3)丙同學(xué)在操作和作圖時(shí)均無(wú)失誤，但所用玻璃磚的兩個(gè)界面不平行．則測(cè)出的n值________．誤差分析不受影響例1、三位學(xué)生在測(cè)玻璃磚的折射率實(shí)驗(yàn)中：(1)第一位學(xué)生在紙上正確畫(huà)出了玻璃磚的兩個(gè)折射面aa'和bb'．因不慎碰動(dòng)了玻璃磚，使它向aa'方向平移了一點(diǎn)（如圖），以后的操作都正確無(wú)誤，并仍以aa'和bb'為折射面畫(huà)出了光路圖，這樣測(cè)出的折射率n的值將___________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

(2)第二位學(xué)生為了避免筆尖觸劃玻璃磚的折射面，畫(huà)出的aa'和bb'都比實(shí)際的折射面向外側(cè)平移了一些（如圖）以后的操作都正確無(wú)誤，并仍以aa'和bb'為折射面畫(huà)出了光路圖，這樣測(cè)出的折射率n的值將_______．

(3)第三位學(xué)生的操作和所畫(huà)的光路圖都正確無(wú)誤，只是所用的玻璃磚的兩個(gè)折射面不平行（如圖）．用這塊玻璃磚測(cè)出的折射率n的值將__________．不變偏小不變以sinθ1值為橫坐標(biāo)、以sinθ2值為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，多次改變?nèi)肷浣恰y(cè)得相應(yīng)折射角并查出它們的正弦值，利用以上數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，得到一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，斜率為k，又根據(jù)折射定律可得n＝sinθ1/sinθ2，則k＝1/n，故玻璃磚折射率n＝1/k其他方法1在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OO′交于D點(diǎn)，過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NN′作垂線，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的長(zhǎng)其他方法2由于sinθ1＝CC′/CO，sinθ2＝DD′/DO，而CO＝DO，所以折射率：n1＝sinθ1/sinθ2＝CC′/DD′重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，求得各次折射率的計(jì)算值，然后求其平均值即為玻璃磚折射率的測(cè)量值．其他方法2用半圓形玻璃磚代替長(zhǎng)方形玻璃磚，做法如下：其他方法3在玻璃磚另一側(cè)垂直紙面插