《實(shí)驗(yàn)15 測(cè)定玻璃的折射率(原卷版)--高中物理.docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《實(shí)驗(yàn)15 測(cè)定玻璃的折射率(原卷版)--高中物理.docx（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)十五 測(cè)定玻璃的折射率(原卷版)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諟y(cè)定玻璃折射率的方法。2.實(shí)驗(yàn)原理用插針?lè)ù_定光路，找出跟入射光線相對(duì)應(yīng)的折射光線，用量角器測(cè)入射角1和折射角2，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率n。3.實(shí)驗(yàn)器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針?biāo)拿丁D釘四枚、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆。4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)如圖所示，將白紙用圖釘釘在平木板上。 (2)在白紙上畫出一條直線aa作為界面(線)，過(guò)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(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一邊bb。(4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針

2、P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像。再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。(5)移去大頭針和玻璃磚，過(guò)P3、P4所在處作直線OB與bb交于O，直線OB就代表了沿AO方向入射的光線通過(guò)玻璃磚后的傳播方向。(6)連接OO，入射角1AON，折射角2OON，用量角器量出入射角和折射角，從三角函數(shù)表中查出它們的正弦值，把這些數(shù)據(jù)記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中。(7)用上述方法求出入射角分別為30、45、60時(shí)的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中。(8)算出不同入射角的比值，最后求出在幾次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)的平均值，即

3、為玻璃磚的折射率。5.數(shù)據(jù)處理處理方式一：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(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)，如圖甲所示。由于sin 1，sin 2，而CODO，所以折射率n。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。處理方式二：根據(jù)折射定律可得n，因此有sin 2sin 1。在多次改變?nèi)肷浣?、測(cè)量相對(duì)應(yīng)的入射角和折射角正弦值基礎(chǔ)上，以sin 1值為橫坐標(biāo)、以sin 2值為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系如圖乙所示，描數(shù)據(jù)點(diǎn)，過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)連線得到一

4、條過(guò)原點(diǎn)的直線。求解圖線斜率，設(shè)斜率為k，則k，故玻璃磚折射率n。6.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且大頭針之間及大頭針與光線轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間的距離要稍大一些。(2)入射角1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測(cè)量角度的誤差，但入射角不宜太大。(3)在操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線。(4)在實(shí)驗(yàn)過(guò)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5 cm以上。若寬度太小，則測(cè)量誤差較大。七、實(shí)驗(yàn)誤差(1)入射光線和出射光線確定的不夠精確。因此要求插大頭針時(shí)兩大頭針間距應(yīng)稍大。(2)入射角、折射角測(cè)量的不精確。為減小測(cè)角時(shí)的相對(duì)誤差，入射角要

5、稍大些，但不宜太大，入射角太大時(shí)，反射光較強(qiáng)，折射光會(huì)相對(duì)較弱?！镜淅?】在測(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A玻璃磚的寬度宜大些B入射角應(yīng)盡量小些C大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上D大頭針P1與P2及P3與P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)大些【針對(duì)訓(xùn)練1】用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃磚界面aa和bb，不慎將玻璃磚向上平移了一些，放在如圖所示的位置上，而實(shí)驗(yàn)中其他操作均正確，測(cè)得的折射率將()A偏大B偏小C不變 D無(wú)法確定【典例2】在“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)中：(1)操作步驟如下：先在白紙上畫出一條直線aa代表兩種介質(zhì)的界面，過(guò)aa上的O點(diǎn)畫出界面的法線NN，

6、并畫一條線段AO作為入射光線把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa對(duì)齊在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)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擋住再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像和P3，記下P3、P4的位置移去大頭針和玻璃磚，連接P3、P4作為折射光線，測(cè)量出入射角1與折射角2，填入表格中上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏，應(yīng)做的補(bǔ)充是_.(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組入射角1與折射角2，并作出了sin 1 sin 2圖象如圖所示則下列說(shuō)法正確的_A實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃B玻璃的折射率為0.67C玻璃的折

7、射率為1.5【針對(duì)訓(xùn)練2】如圖甲所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長(zhǎng)方體玻璃磚，它的_面不能用手直接接觸。在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個(gè)針孔的位置不同，分別為d、e兩點(diǎn)，如圖乙所示，計(jì)算折射率時(shí)，用_(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值較小，用_(填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較小?！镜淅?】如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一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，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接

8、OP3，圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)。 (1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量_，則玻璃磚的折射率可表示為_。(2)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_(選項(xiàng)“偏大”“偏小”或“不變”)?！踞槍?duì)訓(xùn)練3】如圖所示某同學(xué)在測(cè)定一厚度均勻的圓柱形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與玻璃圓柱同半徑的圓，圓心為O，將玻璃圓柱平放在白紙上，使其邊界與所畫的圓重合。在玻璃一

9、側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2，再在另一側(cè)先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭針P4和P3與P2和P1的像恰在一直線上，移去玻璃圓柱和大頭針后，在白紙上的圖中畫出： (1)沿P1和P2連線方向的入射光線通過(guò)圓柱形玻璃后的傳播方向。(2)光線在玻璃內(nèi)的傳播方向。(3)在光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角1和折射角2。(4)寫出計(jì)算玻璃折射率的公式(不必計(jì)算)。【典例4】某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示，O是圓心，MN是法線，AO、BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學(xué)測(cè)得多組入射角i和折射角r，作出sin isin r圖像如圖乙所示。則(

10、)A光由A經(jīng)O到B，n1.5B光由B經(jīng)O到A，n1.5C光由A經(jīng)O到B，n0.67D光由B經(jīng)O到A，n0.67【針對(duì)訓(xùn)練4】用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓如圖甲所示(O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經(jīng)過(guò)P1、P2點(diǎn)的入射光線)。(1)在圖上補(bǔ)畫出所需的光路。(2)為了測(cè)出玻璃的折射率，需要測(cè)量入射角1和折射角2，請(qǐng)?jiān)趫D中的AB分界面上畫出這兩個(gè)角。(3)多次改變?nèi)肷浣?，測(cè)得幾組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫出了如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n_?！镜淅?】如圖所示是利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)得到的光路圖。玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則 (1)出射光線與入射光線_(選填“仍平行”或“不再平行”)。(2)以入射點(diǎn)O為圓心，以R5 cm長(zhǎng)度為半徑畫圓，與入射光線PO交于M點(diǎn)，與折射光線OQ交于F點(diǎn)，過(guò)M、F點(diǎn)分別向法線作垂線，量得MN1.68 cm，EF1.12 cm，則該玻璃磚的折射率n_。更多資源關(guān)注微信公眾號(hào)：學(xué)起而飛