高中物理實驗測定玻璃的折射率

會計學(xué)1高中物理高中物理 實驗實驗 測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率第1頁/共21頁第2頁/共21頁第3頁/共21頁 三、實驗器材三、實驗器材 長方形玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角長方形玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器、三角板器、三角板(或直尺或直尺)、鉛筆。、鉛筆。 四、實驗步驟四、實驗步驟 (1)將白紙用圖釘按在繪圖板上，先在白紙上畫出一將白紙用圖釘按在繪圖板上，先在白紙上畫出一條直線條直線aa作為界面，過作為界面，過aa上的一點上的一點O畫出界面的法線畫出界面的法線NN，并畫一條線段，并畫一條線段AO作為入射光線。作為入射光線。 (2)把平行玻璃磚平放在白紙上，使它的長邊跟把平行玻璃磚平放在白紙上，使它的長邊跟aa對對齊，畫出玻璃磚的另一條長邊齊，畫出玻璃磚的另一條長邊bb。第4頁/共21頁 (3)在線段在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃，透過玻璃磚觀察大頭針磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向，直到的像，調(diào)整視線的方向，直到P1的像被的像被P2擋住。再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針擋住。再在觀察的這一側(cè)依次插兩枚大頭針P3、P4，使，使P3擋住擋住P1、P2的像，的像，P4擋住擋住P1、P2的像及的像及P3，記下，記下P3、P4的位置。的位置。 (4)移去玻璃磚連接移去玻璃磚連接P3、P4并延長交并延長交bb于于O，連接，連接OO即即為折射光線，入射角為折射光線，入射角1AON，折射角，折射角2OON。 (5)用量角器測出入射角和折射角，查出它們的正弦值，用量角器測出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數(shù)據(jù)填入表格中。將數(shù)據(jù)填入表格中。 (6)改變?nèi)肷浣歉淖內(nèi)肷浣?，重復(fù)實驗步驟。，重復(fù)實驗步驟。第5頁/共21頁第6頁/共21頁圖圖13實實1第7頁/共21頁圖圖13實實2第8頁/共21頁 六、注意事項六、注意事項 (1)實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和和P2之間之間，P2與與O點之間，點之間，P3與與P4之間，之間，P3與與O點之間距離要稍大一些。點之間距離要稍大一些。 (2)入射角入射角1應(yīng)適當大一些，以減小測量角度的誤差，但入應(yīng)適當大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小。射角不宜太大，也不宜太小。 (3)在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線。磚界面當尺子畫界線。 (4)在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。 (5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上。若寬度太小以上。若寬度太小，則測量誤差較大。，則測量誤差較大。第9頁/共21頁 七、誤差分析七、誤差分析 (1)入射光線和出射光線確定得不夠精確，因此要求插入射光線和出射光線確定得不夠精確，因此要求插大頭針時，兩大頭針間距應(yīng)適當大一些。大頭針時，兩大頭針間距應(yīng)適當大一些。 (2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當大些，以減小測量的相對誤差。大些，以減小測量的相對誤差。第10頁/共21頁 八、它案設(shè)計八、它案設(shè)計 插針法的作用是找出玻璃磚內(nèi)的光路，其關(guān)鍵是確定入插針法的作用是找出玻璃磚內(nèi)的光路，其關(guān)鍵是確定入射點和出射點，而入射點和出射點是利用插針后確定的直線射點和出射點，而入射點和出射點是利用插針后確定的直線與界面交線相交而得到的，故實驗的關(guān)鍵是插準大頭針，畫與界面交線相交而得到的，故實驗的關(guān)鍵是插準大頭針，畫準玻璃磚邊界線，而與所選玻璃磚兩邊平行與否無關(guān)。如用準玻璃磚邊界線，而與所選玻璃磚兩邊平行與否無關(guān)。如用半圓形、圓形或三角形玻璃磚，均可測出其折射率，光路如半圓形、圓形或三角形玻璃磚，均可測出其折射率，光路如圖圖13實實3所示。所示。第11頁/共21頁圖圖13實實3第12頁/共21頁第13頁/共21頁 例例1某同學(xué)用插針法測定玻璃磚的某同學(xué)用插針法測定玻璃磚的折射率，他的實驗方法和操作步驟正確無折射率，他的實驗方法和操作步驟正確無誤，但他處理實驗記錄時發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩誤，但他處理實驗記錄時發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個光學(xué)面?zhèn)€光學(xué)面aa與與bb不平行，如圖不平行，如圖13實實4所示，則所示，則 () AAO與與OB兩條直線平行兩條直線平行 BAO與與OB兩條直線不平行兩條直線不平行 C他測出的折射率偏大他測出的折射率偏大 D他測出的折射率不受影響他測出的折射率不受影響圖圖13實實4第14頁/共21頁答案答案BD第15頁/共21頁 例例2(2012江蘇高考江蘇高考)測定玻璃的折射測定玻璃的折射率實驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭率實驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針。在插入第四個大頭針D時，要使它時，要使它_。圖。圖13實實5是在白紙上留下的實驗痕跡，其中直是在白紙上留下的實驗痕跡，其中直線線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率玻璃的折射率n_。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字字)圖圖13實實5第16頁/共21頁答案答案擋住擋住C及及A、B的像的像1.8(1.61.9都算對都算對)第17頁/共21頁 例例3(2011天津高考天津高考)某同學(xué)用大頭針、三角板、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置如圖13實實6中實線所示，使大頭針中實線所示，使大頭針 P1、P2與圓心與圓心 O 在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心璃磚繞圓心 O 緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察察 P1、P2 的像，且的像，且 P2 的像擋住的像擋住 P1 的像。如此觀察，當?shù)南瘛Ｈ绱擞^察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只須測量出須測量出_，即可計算出玻璃磚的折射率。請用你，即可計算出玻璃磚的折射率。請用你的測量量表示出折射率的測量量表示出折射率 n _。第18頁/共21頁圖圖13實實6第19頁/共21頁點擊下圖進入點擊下圖進入 知能演練提升知能演練提升第20頁/共21頁