物理：測(cè)定玻璃的折射率 導(dǎo)學(xué)案（人教）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精物理：測(cè)定玻璃的折射率導(dǎo)學(xué)案（人教版選修3—4）編寫人：邱佳佳審核：高二物理組寄語：我們一定不會(huì)做說話的巨人，行動(dòng)的矮子!一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定玻璃的折射率二、實(shí)驗(yàn)原理如下圖所示，當(dāng)光線AO以一定入射角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)的出射光線的O'B，從而求出折射光線OO'和折射角r,再根據(jù)n=sini/sinr算出玻璃的折射率。三、實(shí)驗(yàn)器材一塊兩面平行的玻璃磚，白紙，木板，大頭針（4枚），量角器（或圓規(guī)、三角板），刻度尺四、實(shí)驗(yàn)步驟N'NN'NaOba'b'O'ABP1P2P3P4⒉．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。⒊把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，并使其長(zhǎng)邊與aa'重合，再用直尺畫出玻璃的另一邊bb’。⒋在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。⒌從玻璃磚bb'一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P1的像被P2的像擋住。再在bb’一側(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。⒍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。⒎用量角器量出入射角和折射角的度數(shù).查出它們的正弦值，并把這些數(shù)據(jù)填入記錄表格里。⒏用上述方法分別求出入射角是30°、45°、60°時(shí)的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，記錄在表格里。⒐算出不同入射角時(shí)sini/sinr的值，比較一下，看它們是否接近一個(gè)常數(shù)。求出幾次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的sini/sinr的平均值，這就是這塊玻璃的折射率。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)⒈輕拿輕放玻璃磚，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學(xué)面.嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)直尺用。⒉實(shí)驗(yàn)過程中,玻璃磚在紙面上的位置不可移動(dòng)。⒊插針P1與P2、P3與P4的間距要適當(dāng)?shù)卮笮?，以減小確定光路方向時(shí)出現(xiàn)的誤差。⒋實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角不能太小(接近零度)，否則會(huì)使測(cè)量誤差加大;也不能太大（接近90°），否則會(huì)不易觀察到P1、P2的像.5.針要豎直插在紙面上。6.本實(shí)驗(yàn)中如果采用的不是兩面平行玻璃磚,如采用三棱鏡,半圓形玻璃磚等，只是出射光和入射光不平行，但一樣能測(cè)出折射率。六.數(shù)據(jù)處理此實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)量入射角和折射角，然后查數(shù)學(xué)用表,找出入射角和折射角的正弦值，再代入n=中求玻璃的折射率,除運(yùn)用此方法之外，還有以下處理數(shù)據(jù)的方法：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)為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與OO′（或OO′的延長(zhǎng)線)交于D點(diǎn)，過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)，如下圖所示.由于sinα=sinβ=而CO=DO，所以折射率n1==.重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，求得各次折射率計(jì)算值，然后求其平均值即為玻璃磚折射率的測(cè)量值。七、誤差分析在利用插針法測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中：1.（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，如圖（甲）所示.則他測(cè)出的折射率值將___________（選填“偏大"“偏小"或“不變”)；（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(乙）所示。則他測(cè)得的折射率___________（選填“偏大”“偏小"或“不變”)。解析:(1）如圖（甲）所示甲同學(xué)利用插針法確定的入射角不受影響,但測(cè)得的折射角比真實(shí)值偏小，所以測(cè)得的折射率偏大.（2）如圖(乙)所示，乙同學(xué)利用插針法確定入射光線、折射光線后，測(cè)得的入射角不受影響，但測(cè)得的折射角比真實(shí)的折射角