玻璃砖的折射率

1.测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是( )

A.玻璃砖的宽度应大些

B.入射角应尽量小些

C.大头针应垂直地插在纸面上

D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些

答案：ACD

解析：玻璃砖的宽度大些,折射光线出射时侧移明显,便于插针和测量,减小误差,A对.入射角小,则光在玻璃中的折射角更小,不便测量,B错.大头针之间的距离适当大些,且垂直地插在纸面上,可使出射光线和折射光线定位准确,减小误差,C、D正确.

2.某同学用插针法测定玻璃的折射率n,如图所示,他的实验方法和操作步骤正确无误，但事后发现玻璃砖的两个光学面ab与cd不平行.那么下列说法正确的是（）

A.P1、P2与P3、P4两条直线一定不平行

B.P1、P2与P3、P4两条直线一定平行

C.他测出的n值一定偏大

D.他测出的n值不受影响

答案：AD

解析：若ab、cd两面不平行,由折射定律可知出射光和入射光不平行,但通过插针法仍可确定折射光线,因而对n值的测量无影响.

3.在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，某人在画玻璃砖下界面bb′时,上界面与aa′直线离开了一段距离，但aa′与bb′仍然平行，如图所示.如果其他操作不变，他测得玻璃砖的折射率比真实值将( )

A.偏大

B.偏小

C.仍然准确

D.以上均有可能

答案：B

解析：分别作出测量的光路和实际光路,比较r

i sin sin 的值即可. 4.在双缝干涉实验中,设单缝宽度为h,双缝距离为d,双缝与屏距离为l,当采取下列四组数据中的哪一组时,可在屏上观察到清晰可辨的干涉条纹( ) A.h=1 cm d=0.1 mm l=1 m B.h=1 cm d=0.1 mm l=10 cm

C.h=1 mm d=10 cm l=1 m

D.h=1 mm d=0.1 mm l=1 m

答案：D

解析：在双缝干涉实验中,要得到清晰的干涉条纹,必须满足单缝宽度和双缝之间的距离都很小,双缝到屏的距离足够大.

5.由两个相同的单色光源发出的光叠加后,并没有出现明暗相间的条纹,这是由于( )

A.两光源的发光强度不同

B.两光源到相遇处的距离不同

C.两光源不是相干光源

D.没有使两光源同时通电发光

答案：C

解析：两个独立的光源即使发出同一颜色的光也不能保持“频率”相同、相位差恒定,所以不能形成干涉图样.

6.如图所示,某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A 条纹中心时(图a),游标卡尺的示数为0.03 cm,第二次分划板中心刻度线对齐B 条纹中心时(图b),游标卡尺的示数如图c 所示,已知双缝间距离为0.2 mm,从双缝到屏的距离为0.75 m.则图c 中游标卡尺的示数为____________ cm,所测光波的波长为____________nm.

答案：0.96 620

解析：c 中卡尺读数为9.6 mm=0.96 cm,由于Δx=d l λ得：λ=l

d Δx 而Δx=403.096.0-×10-2 m 故λ=75.0102.03-⨯×4

93.0×10-2 m=620 nm.

7.如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②___________、③___________、④___________、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取___________或___________的方法.

答案：滤光片单缝双缝增大双缝与光屏间的距离减小双缝间的距离

解析：由实验原理知公式Δx=d l λ可得. 8.用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P 1和P 2.然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.

(1)在本题的图上画出所需的光路；

(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是__________和__________,在图上标出它们.

(3)计算折射率的公式是n=__________.

答案：(1)略 (2)入射角θ1 折射角θ2 (3)2

1sin sin θθ 解析：(1)如下图所示,画出通过P 1和P 2、P 3和P 4的光线,分别与AC 、AB 边交于O 、O ′点,连结OO ′.

(2)过O 点作AC 的法线,标明入射角θ1和折射角θ2,并画出虚线部分,测出入射角θ1和折射角θ2(或线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度).

(3)n=21sin sin θθ(或n=21sin sin θθ=OE EF /OG GH =GH EF ·OE OG ,若作图时取OG=OE,则n=GH EF ,可以简化计算).

9.某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O 点为圆心、10.00 cm 长为半径画圆，分别交线段OA 于A 点，交O 、O ′连线延长线于C 点.过A 点作法线NN ′的垂线AB 交NN ′于B 点，过C 点作法线NN ′的垂线CD 交NN ′于D 点，如图所示.用刻度尺量得OB=8.00 cm,CD=4.00 cm.由此可得出玻璃折射率n=___________.

答案：1.50

解析：n=r i sin sin =OC

CD OA AB

=CD

AB =CD OB OA 22-=1.50. 10.(12分)如图所示，一个学生按照课本上的小实验用广口瓶和直尺测定水的折射率,填写下述实验步骤中的空白.

(1)用__________测出广口瓶瓶口的内径d;

(2)在瓶内装满水；

（3）将直尺沿瓶口边缘__________插入水中；

（4）沿广口瓶边缘向水中直尺正面看去，若恰能看到直尺的0刻度（即图中A 点），同时看到水面上B 点刻度的像恰与A 点的像相重合；

（5）若水面恰与直尺的C 点相平，读出__________和__________的长度；

（6）以题中所给的条件为依据，计算水的折射率为__________.

答案：直尺竖直 AC CB

22AC d +/22BC d +

解析：由几何知识和反射定律知,从A 点发出的光线,经水面的P 点折射而到达眼睛,其入射角等于∠PAC,折射角等于∠PBC,则水的折射率n=PAC PBC ∠∠sin sin =2222//AC d PC BC d PC ++=2222BC

d AC d ++. 11.(12分)(2006安徽皖南部分重点学校高三联考)为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度,实验室提供的器材有：矩形有机玻璃砖、秒表、平行光源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针等,已知真空中的光速c.

(1)请从上述器材中选出必需的器材来测量光在有机玻璃中的传播速度.

(2)画出光路图的图示,说明获得光路图的方法(不必说明获得光路图的过程),并标明要测的物理量.

(3)说明测光在有机玻璃中的传播速度的原理及计算公式.

答案：(1)选用的器材：矩形有机玻璃砖、平行光光源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针.

(2)用插针法得出光通过有机玻璃砖的光路如图所示,在空气和有机玻璃界面处,AO 表示入射光线,OB 是折射光线,作出法线NN ′,取OE=OQ,作EF ⊥NN ′,QP ⊥NN ′,测出EF 和PQ 的长度.

(3)折射率n=r i sin sin =PQ EF =v c ,则有机玻璃中光的传播速度为v=EF

PQ c. 解析：见答案

玻璃折射率的测定

一用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率【实验目的】 1．进一步熟悉分光计调节方法； 2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。【实验仪器】 JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。【实验原理】一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。可以证明，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当'i i =时，由折射定律有'r r =，得 )(2min r i -=δ (5.11.1) 又因 A A G r r r =-π-π=-π==+)(2' 所以 = r 2 A (5.11.2) 由式（5.11.1）和式（5.11.2）得 2 min δ+= A i 由折射定律有 2 sin 2sin sin sin min A A r i n δ+== (5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。图5.11.2 测最小偏向角示意图 ① ②图5.11.1

【实验内容】 1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9） 2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角如图5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动状态，如果向右移动，偏向角δ变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。然后使望远镜对准入射光（平行光管位置），读取方位为0T 与0'T ，则最小偏向角 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 3．计算棱镜折射率 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 平均== δ- - n min 4．不确定度计算（绝对不确定度传递公式） min 22min 22)22()( δδ∆+∆∂∂=∆n a n a n 5．结果表示 n n n ∆±=- 【注意事项】

实验：测定玻璃砖的折射率

§19-5 测定玻璃的折射率应用光的折射定律测定玻璃的折射率【实验原理】如图1所示，在玻璃砖的上方插两颗大头针P1和 P2，在玻璃砖的下方观察时，由于光线的两次折射， P1和P2的虚像将在P1′和P2′的位置。为了确定沿P1、P2方向射入的光线（在玻璃中）的折射光线方向，可在玻璃砖下方插P3和P4两颗大头针，并让它们挡住P1′和P2′（在下方观察，可以看到P1′、P2′、P3、P4在一条直线上）。P1、P2的连线与玻璃砖上边缘交点为O ，P3、P4的连线与玻璃砖上边缘交点为O′，连接O、O′即是玻璃中的折射光线。测量入射角和折射角，利用折射定律即可得出玻璃的折射率。【注意事项】 1、插针时，P1、P2的间距（或P3、P4的间距）不要太小； 2、画出玻璃砖的边线后，在插针的过程中玻璃砖不要挪动（尤其不要扭动）； 3、入射角不要太大（折射光强度太小），也不要太小（不能反映正弦之比为恒量的规律）； 4、如果是用圆规作数据处理，圆的半径不要太小。【实验器材】玻璃砖、白纸、泡沫塑料板（图钉）、大头针、三角板、量角器（或圆规）【实验步骤】 1、将白纸用图钉钉在泡沫塑料板上。 2、将玻璃砖放在白纸上，借助三角板画出玻璃砖的上、下边界线。 3、按图1所示放好玻璃砖后，插上大头针P1、P2。 4、在玻璃砖的下放观察P1、P2的像，并用大头针P3挡住它们的像P1′、P2′，将P3插入白纸。 5、再用大头针P4挡住P1′、P2′和P3插入白纸。 6、取下玻璃砖，用三角板过P1、P2画直线、过P3、P4画直线，分别与玻璃砖的上、下边界线交于O、O′点，连接O、O′得到玻璃中的折射光线。 7、量出入射角和折射角，用折射定律计算玻璃的折射率。 8、改变入射角，重复2~7步骤，多测几组。

测量玻璃砖的折射率

一、实验目的测定玻璃的折射率．二、实验原理如图13－1－17所示，当光线AO 以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，从而确定了玻璃砖中的折射光线OO ′，量出入射角θ1和折射角θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2 算出玻璃的折射率．三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔．四、实验步骤 1．用图钉把白纸固定在木板上． 2．在白纸上画一条直线aa ′代表两种介质的界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′，并画一条线段AO 作为入射光线． 3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa ′对齐，并画出玻璃砖的另一长边bb ′. 4．在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2. 5．在玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住；再在bb ′一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身． 6．移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置．过P3、P4作直线O ′B 交bb ′于O ′，连结O 、O ′，OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向,∠AON 为入射角θ1，∠O ′ON ′为折射角θ2. 7．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里． 8．用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记入表格里． 9．算出不同入射角时sin θ1sin θ2 的值，比较一下，看它们是否接近于一个常数，求出几次实验时测得数据的平均值，就是玻璃的折射率．一、数据处理的其他方法

玻璃折射率物理实验报告

●. 实验题目 ●实验任务:玻璃折射率的测定 ●实验要求 ●实验方案:1: ?物理模型的比较 ?实验方法的比较 ?仪器的选择与配套（系统误差分析） ◆1）误差公式的推导2）仪器的选择 ?测量条件与最佳参数的设定 ◆1）测量条件2）测量参数 ●实验步骤（简略） ●实验注意事项 ●参考文献

实验方案一用分光计测定三棱镜折射率在介质中，不同波长的光有着不同的传播速度v ，不同波长的光在真空中传播速度相同都为c 。 c 与v 的比值称为该介质对这一波长的光的折射率，用n 表示，即：v c n = 。同一介质对不同波长的光折射率是不同的。因此，给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率，即对波长为589.3nm 的折射率。本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率，即对波长为546.07nm 的光的折射率。 1．实验仪器分光计，平面反射镜，三棱镜，汞灯及其电源。 2．实验原理介质的折射率可以用很多方法测定，在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率，可以达到较高的精度。这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。如果测液体的折射率，可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜，充入待测的液体，可用类似的方法进行测量。当平行的单色光，入射到三棱镜的AB 面，经折射后由另一面AC 射出，如图6-13所示。入射光线LD 和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光ER 和AC 面法线的夹角i ’称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。可以证明，当光线对称通过三棱镜，即入射角i 0等于出射角i 0’时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δmin 。由图6-13可知： δ=（i-r ）+（i’-r’）（6-2） A =r +r’ （6-3）可得： δ=（i+i’）-A （6-4）三棱镜顶角A 是固定的，δ随i 和i’而变化，此外出射角i’也随入射角i 而变化，所以偏向角δ仅是i 的函数．在实验中可观察到，当i 变化时，δ有一极小值，称为最小偏向角．令 0=di d δ ，由式(6-4)得 1'-=di di （6-5）再利用式（6-3）和折射定律 ,s i n s i n r n i = 's i n 's i n r n i = （6-6）图6-13 光线偏向角示意图

测定玻璃砖折射率误差的分析知识讲解

测定玻璃砖折射率误差的分析湖北应城一中何飞 432400 测定玻璃砖折射率是高中物理选修模块几何光学中考查的实验，该实验操作并不复杂，但是学生在实验中不细心，对实验理论掌握不透彻等因素的影响，造成实验误差的现象比比皆是.由于本实验中先要画出与玻璃砖等宽的平行边界线，然后将玻璃砖放入平行界线中间，并且在后面的实验过程中玻璃不能移动，所以玻璃砖的移动是造成本次实验误差的重要因素，学会如何分析这些原因的形成，有利于指导我们的实验.本文从折射率的定义出发，通过详细的作图分析，深入挖掘形成误差的原因并总结规律. 一、偏大型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度小于玻璃砖的厚度.作图1分析如下： P 3、P 4是用插针法画出的出射光线，交玻璃砖的下表面于O 1，交所画界线bb '于O 2，则 O 1点为真实的出射光线和玻璃砖的交点，O 2为出射光线和所画有误界线的交点。连接O 1O 2，则光线O 1O 2为真实的折射光线，光线OO 2是实验者认为的折射光线，实则为有误差的折射光线.所以r 2为真实的折射角，r 1为有误差的折射角. 由折射率的定义： 2sin =sin i n r 真 1 sin =sin i n r 测 12 12 sin sin r r r r <∴测真即测量结果偏大. 图1

如图2所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，致使aa'和bb'的间距小于玻璃砖的厚度；如图3所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，同时下边界bb'画得高于玻璃砖的下表面，致使aa'和bb'的间距也小于玻璃砖的厚度。在这两种情况中，测量结果均偏大. 二、偏小型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度大于玻璃砖的厚度.作图4分析如下： P 3、P 4是用插针法画出的出射光线，O 1是出射光线和界线bb'的交点，反向延长与玻璃砖下表面的交点为O 2，连接OO 1和OO 2，则光线OO 1为有误差的折射光线，光线OO 2为真实的折射光线. r 1为有误差的折射角，r 2为真实的折射角. 由折射率的定义可知： 2 sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 21 21 sin sin r r r r <∴

插针法测定玻璃砖的折射率实验

插针法测定玻璃砖的折射率实验【实验原理】光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径，而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径，从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i和在玻璃砖内的折射角i′，由 n=sini/sini′即能求出玻璃的折射率。【目的和要求】应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。【仪器和器材】玻璃砖(J2506型)，钢直尺，大头针，量角器或圆规，图板，图钉或透明胶带，白纸或坐标纸。【实验方法】 1.插针将一张八开的白纸或坐标统，平铺在绘图板上，用图钉或透明胶带固定，玻璃砖平放在纸中央。取一枚大头针，紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近，垂直插牢在图板上。插针点为O点，取第二枚大头针，垂直插在O点左上方的O1点。实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD的下方，沿水平方向透过

玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针，移动观察位置，使两枚大头针位于一直线上。然后在玻璃砖下底面CD的下方，页 1 第沿着O1O的方向再在点O2、O3处插两枚大头针，观察者应看到插在O1、O、O2、O3的四枚大头针在一直线上。拔下大头针，标好插针点O1、O、O2、O3。笔尖贴紧玻璃砖画下它的轮廓线AECD，如图5.1-1所示。 2.作图取走玻璃砖，连直线O1O、O2O3，延长O3O2交DC边干O′，连OO′。过点O作AE的垂线 NN′，则O1O为入射光线，OO′为折射光线，ON为法线，∠O1ON为入射角i， ∠O′ON′为折射角i′，如图5.1-2所示。 3.测量计算根据图5.1-2，有两种计算折射率的方法。 (1)用量角器在图5.1-2上量出入射角i及折射角i′，代入折射定律公式 n=sini/sini′ 计算出折射率n。 (2)如图5.1-2所示，延长OO′，以O为圆心，R(大于100毫米)为半径作圆，分别与入射光线O1O交于P，与

测定玻璃砖的折射率

实验3：测定玻璃的折射率一、实验目的：测定玻璃砖的折射率。二、实验原理： 1.求折射率的公式有：（1）n= r i sin sin （i 为光线在真空中的角，r 为光线在介质中的角）（2）n=C sin 1 （C 为临界角）（3）n=v c （c 为真空中光速，v 为介质中光速） 2.要测玻璃砖的折射率，显然用n=r i sin sin 简便易行三、实验器材：玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。四、实验步骤：1.将玻璃砖放在白纸上，画出上下两界面，做出法线。让光线从玻璃砖上方射入，下方穿出。做出入射光线和折射光线，用量角器测出入射角i 和折射角r ，代入公式n=r i sin sin 即可求出折射率n 。 2.入射角i 和折射角r 的确定（1）用插在白纸上的大头针做为入射光源，大头针P 1、P 2在白纸上的插点的连线就是入射光线。（2）在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P 1和P 2的像，并在像的反向延长线上插大头针P 3、P 4。大头针P 3、、P 4在白纸上的插点的连线就是出射光线。（3）连接入射点和出射点即为折射光线。五、注意事项： 1.实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1和P 2之间，P 2和O 点之间，P 3和P 4之间，P 3和O ’点之间距离要稍大一些。 2.入射角i 应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大。 3.操作时，不能用手触摸玻璃砖的光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子用。 4.在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。六、数据处理： 1.此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和反射角的正弦值，代入n= r i sin sin 中，求玻璃的折射率。 2.其他处理数据的方法： ① 在找到人射光线和折射光线以后，以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，

测定玻璃砖折射率误差的分析

测定玻璃砖折射率误差的分析引言折射率是材料光学性质的重要参数之一，测定材料的折射率对于材料的应用具有重要意义。在这篇文档中，我们将讨论测定玻璃砖折射率时可能出现的误差，并进行相应的分析。实验原理玻璃砖是一种常见的建筑材料，其折射率的测定可以通过测量光线通过玻璃砖时的折射角来实现。实验中常用的方法是使用光的全反射现象，即从高折射率介质到低折射率介质中入射光线的折射角大于临界角，导致光线完全发生反射，不发生透射。通过测量光线从玻璃砖表面发生全反射的临界角，可以间接计算出玻璃砖的折射率。实验步骤 1.准备一片平整、无瑕疵的玻璃砖样品。 2.准备一束单色光源，例如激光器或单色LED，并通过适当的光学装置使光线垂直入射到玻璃砖表面。 3.在测量平台上调整玻璃砖的倾斜角度，直到观察到光线从玻璃砖表面发生全反射的现象。记录此时的倾斜角度。 4.使用直尺或测角器测量光线入射到玻璃砖表面的角度，并记录。 5.根据入射角和临界角的关系，计算出玻璃砖的折射率。示例数据以下是通过测量得到的示例数据：测量次数入射角度（度）临界角度（度） 1 30.5 46.3 2 30.2 45.8 3 30.3 45.9 4 30.4 46.2 5 30.1 45.7

数据处理通过测量得到的入射角和临界角可以计算出玻璃砖的折射率。首先，需要将角度转换为弧度。然后，使用折射定律的公式将入射角度和临界角度之间的关系转化为折射率的表达式。折射定律公式如下所示： n1 * sin(angle1) = n2 * sin(angle2) 其中，n1是光线从空气到玻璃砖的介质1的折射率，angle1是入射角度，n2是玻璃砖的折射率，angle2是临界角度。将角度转化为弧度的公式如下： radian = degree * (π/180) 将给定的示例数据代入公式计算，可以得到玻璃砖的折射率。以下是计算示例数据的结果：测量次数入射角度（度）临界角度（度）入射角度（弧度）临界角度（弧度）折射率 1 30.5 46.3 0.533 0.807 1.51 2 30.2 45.8 0.527 0.799 1.53 3 30.3 45.9 0.529 0.801 1.50 4 30.4 46.2 0.530 0.80 5 1.52 5 30.1 45.7 0.525 0.797 1.54 结果分析根据测量结果计算得到的平均折射率为1.52，折射率的标准差为0.02。这表明玻璃砖的折射率在测量过程中存在一定的误差。误差可能源于以下几个方面： 1.测量角度的精度：测量角度时使用的直尺或测角器可能存在一定的误差。更精准的测量工具和方法可以提高测量的准确性。 2.玻璃砖表面的质量：如果玻璃砖表面存在瑕疵，例如划痕或脏污，可能会影响光线的传播和测量结果的准确性。使用平整、无瑕疵的样品可以减少表面质量带来的误差。 3.光源的稳定性：使用的光源可能在发出光线时存在一定的波动或不稳定性。使用更稳定的光源可以降低光源引起的误差。为了减小误差并获得更准确的测量结果，可以采取以下措施：

高中物理新版教案- 学生实验：测定玻璃的折射率-优秀

探究玻璃折射率的测量方法及应用授课人：何强授课班级：高19级19班一、探究目标（一）知识目标：1、了解光的折射现象，掌握光从空气射入水或者其他介质中的偏折规律； 2、掌握测量玻璃折射率的原理及方法 3、掌握实验的多种数据处理方法 4、通过实验进一步学习折射定律，并理解折射率（二）能力目标：1、通过观察，认识折射现象，体验由折射引起的错觉 2、锻炼学生灵活多变的解题习惯（三）情感目标：初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感二、探究重难点：1、测定玻璃折射率的原理和方法 2、如何准确的确定折射光线的方向三、探究过程（新课教学）因为对于折射率的测量原理和方法在以前的作业过程当中出现过，学生对本实验的目的，原理和实验方法基本清楚，所以，本节课的教学方式我设定为在给出实验目的和原理、方法的基础上，让学生进行开放式实验，自己在实验中具体来体会合理的实验步骤，实验中应该注意的问题，实验数据处理等等方面，等学生完成实验以后，在选择部分同学分享自己的实验经验和数据处理的方法。鉴于此，我的教学过程安排如下：（一）幻灯片投影出本实验的目的和原理实验目的：探究玻璃折射率的测量方法并应用实验原理：根据光路找出入射光线以及对应的折射光线，确定入射角和折射角的正弦值，再利用21sin sin θθ=n 可以计算出玻璃的折射率。（二）开放性学生实验给出必要的实验器材，让学生进行协作实验，并要求学生注意或完成以下事项： 1、对光学仪器要注意正确使用； 2、选择合适的数据处理方法，得出实验结论； 3、梳理出清晰完整的实验步骤；

4、提炼出本实验的注意事项； 5、规范作图（三）学生展示：抽取部分完成较好的学生在讲台上分享自己的实验心得，强调自己的数据处理方法、实验步骤和实验中的注意事项（四）总结实验步骤： 1、固定（用图钉固定白纸在木板上） 2、做好准备工作（画好玻璃砖的两个界面，作出入射光线和法线，并放好玻璃砖） 3、插针法找出出射光线并作出光路图，标出入射角和折射角 4、数据处理算出玻璃砖的折射率，重复几次求出平均值（五）强调几种常见的有效的数据处理方法 1、单位圆法：在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O 为圆点,以任意长为半径画图,分别与AO 交于C 点,与OO′(或OO′的延长线)交于D 点,过 C,D 两点分别向NN′作垂线,交NN′于C′,D′,用直尺量出CC′和DD′的长,如图所示,由于sinα= CC CO ',sinβ=DD DO ',而CO=DO,所以折射率n=sin sin αβ =CC DD '' . 2、辅助线段法：如图所示，作出辅助线AB 垂直于OB ，再作出辅助线CD 垂直于OD ，用刻度尺量出OA 、AB 、OD 、CD 的长度， OA AB =1sin θ、OC CD 2sin θ，可以求出玻璃砖的折射率。（六）总结本实验的注意事项： 1、玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5cm 以上，若宽度过小，则测量折射角度数的相对误差增大 2、入射角应在15o ----75o 范围内取值，若入射角过大，则由大头针射入玻璃的光线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，不利于瞄准；若入射角过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AB 时，要使入射角适中。 3、实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O 、P3与O ′之间距离要稍大一些． 4、操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线． 5、实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．

测定折射率玻璃砖误差分析

测定折射率玻璃砖误差分析引言测定折射率是在光学实验中常见的任务之一。测定折射率的目的是确定物质对光的折射能力，也可以用于研究物质的光学性质。本文将围绕测定折射率玻璃砖的误差分析展开讨论。实验步骤 1.实验器材准备： –测量光源: 可见光谱仪 –测量装置: 斯涅尔定律实验装置 –待测物: 玻璃砖 –辅助器材: 直尺、量角器等 2.设定实验条件： –使用该实验装置，将玻璃砖放置在透镜上方并使其保持水平。 –调节光源的位置和角度，使光经过玻璃砖时发生折射。 3.测量实验数据： –使用可见光谱仪测量玻璃砖折射后的光线角度。 –记录测量得到的角度数据，并注意测量误差。 4.计算折射率： –使用斯涅尔定律计算玻璃砖的折射率。 –根据测量得到的角度数据和光线入射角度，使用合适的数学公式计算折射率。误差分析在测定折射率的过程中，往往存在一定的误差。以下是可能引起误差的因素及其分析： 1.光源位置和角度的误差： –光源位置和角度的偏差可能会导致光线入射角度的误差，进而影响最终的折射率计算结果。 –建议使用合适的辅助器具，如直尺和量角器等，来保证光源的位置和角度的准确性。 2.测量角度的误差： –测量角度时，人眼的视觉误差和测量仪器的读数误差均可能导致测量数据的误差。

–因此，需要进行多次测量，取平均值并计算其标准差来评估测量角度的误差。 –此外，还可以通过使用更精密的测量仪器来减小误差，如光学投影仪等。 3.玻璃砖的制作误差： –玻璃砖的制作过程中可能会存在一定的误差，如厚度不均匀、表面粗糙度等。 –这些制造误差会直接影响玻璃砖的折射率测量结果，需要在计算折射率时进行适当的修正。 4.环境因素的影响： –环境因素如温度变化、空气湿度等都可能对光线的传播产生一定的干扰。 –这些因素可能导致玻璃砖的折射率发生变化，从而影响测量结果的准确性。 –因此，在实验过程中需要严格控制环境因素的影响，并进行相应的修正。结论测定折射率玻璃砖是一个常见的光学实验任务，但在测量过程中需要注意误差的影响。经过误差分析后，我们可以得出以下结论： •光源位置和角度的准确性对测量结果有重要影响，使用合适的辅助器具进行调整是必要的。 •测量角度时需要考虑人眼视觉误差和仪器读数误差，并通过多次测量和取平均值来增加准确性。 •玻璃砖的制作误差可能对测量结果产生较大影响，需要进行相应的修正。 •控制环境因素的影响也是保证测量结果准确性的重要步骤。综上所述，通过仔细分析和控制误差，我们可以获得较为准确的折射率玻璃砖测量结果，并为光学研究提供可靠的数据基础。参考文献： [1] E. Hecht, A. Zajac，光学，第四版，高等教育出版社，2020。

高中物理知识全解 6.19 测定玻璃的折射率

高中物理知识全解 6.19 测定玻璃的折射率 ①实验目的 1、学习插针法测定玻璃折射率的方法。 2、测定玻璃的折射率。 ②实验原理插针法确定光路的基本原理。当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线；用量角器测出入射角i 和折射角r ，根据折射定律计算出玻璃的折射率n=sini/sinr ③实验器材矩形玻璃砖1块、8开白纸1张、大头针4枚、三角板1副、量角器1只、平整松软木板(与8开纸大小相当)1块、铅笔。 ④实验步骤 1、将白纸平铺在木板上，在纸上画一条直线'aa ,从'aa 上某点画出'aa 的法线•'NN ,•并画出一条射线AO •表示入射光线, AON 为入射角。 2、沿AO 线插入两枚大头针12P P 、。 3、把玻璃砖放在白纸上,使它的一条长边沿着'aa 直线,•画出玻璃砖的另一条长边'bb 。

4、在'bb 侧插入第三根大头针 3P ,并移动3P ，使得沿3P 通过玻璃砖望过去,•3P 能挡住1P 、2P 的像。 5、插入第4根大头针 4P ,并移动4P ，使得沿4P 通过玻璃砖望过去，4P 能挡住123P P P 、、的像。 6、过34P P 、作直线,交'bb 于'O 点。 7、拨去所有的大头针,拿掉玻璃砖,并且连接'OO 。则''O ON ∠为折射角。 8、用量角器量出AON ∠和''O ON ∠,利用折射率公式算出折射率。 9、分别求出当入射角是30°、45°、60°、75°时的折射率,求出折射率的平均值。【例题】一光线以很小的入射角i 射入一厚度为d 、折射率为n 的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（θ很小时，sin ,cos 1θθθ≈≈）。

测玻璃砖折射率试验变通

测玻璃砖折射率实验变通【变通 1】器材不变，介质不变，形状变。用一厚度均匀的圆形玻璃做测定玻璃的实验，其简要步骤如下： 1．在白纸上做一个与圆形玻璃等半径的圆，定出圆心O。 2．将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合。 3．在圆玻璃一侧竖直插上两枚大头针P1和P2。 4．在另一侧竖直插两枚大头针P3和P4，随P3、 P4的方向，隔着玻璃观察大头针P3、 P4 和 P2和P1的像恰好在一条直线上。 5．移去圆形玻璃，做好大头针记号后抽掉，在图画出光路。 a.连P1和P2交圆于 A 点，A 点为入射点，连OA并延长即为法线，标出入射角i 。 b.连P3、 P4交圆于 B 点， B 点即为光的出射点。 c.连AB即为光线在玻璃内的折射线，标出折射角r 。 6．改变入射角i ，重复（ 1）（ 5）步骤，列表记录，算出每次折射率n=sini/sinr ，然后求平均值。同样满足出射角i ′结论：从图看出，圆形玻璃的出射光线与入射光线以圆形玻璃对称，等于入射角i ，入射角改变，折射角改变但其正弦比为常数。【变通 2】用三角形截面的玻璃砖做测定玻璃的折射率的实验，其他器材不变，简要步骤如下： 1．先在白纸上放好三棱镜。 2．在三角形玻璃的一侧插上两枚大头针P1和 P2。 3．在三角形玻璃的另一侧观察，调整视线使P1的像被 P2 挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、 P4，使 P3挡住 P1、P2的像，P4挡住P3和P1、 P2的像。 4．在白纸上标出大头针位置和画出三角形玻璃轮廓。 5．画出所需光路如右图。 6．记录所需测量的量：入射角i 和折射角r 或 OE=OG、 EF 和 GH，如图标出。结论：折射率的公式是n=sin i /sin γ或 n=EF/GH。入射角 i 和折射角r 均可改变，但其正弦比值始终为一个常数。【变通 3】介质不变，形状变，方法变，器材变。

(完整word)测定玻璃折射率教案

测定玻璃的折射率实验目的:测定玻璃砖的折射率. 实验原理： 1.求折射率的公式有：（1）n=sini/sinr （i 为光线在真空中的角，r 为光线在介质中的角） (2）n=1/sinC （C 为临界角）（3）n=C /v （C 为真空中光速，v 为介质中光速) 2。要测玻璃砖的折射率,显然用n=sini/sinr 简便易行实验器材：玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔. 实验步骤： 1.将玻璃砖放在白纸上，画出上下两界面，做出法线。让光线从玻璃砖上方射入,下方穿出.做出入射光线和折射光线，用量角器测出入射角i 和折射角r ，代入公式n=sini/sinr 即可求出折射率n. 2。入射角i 和折射角r 的确定 (1）用插在白纸上的大头针做为入射光源,大头针P 1、P 2在白纸上的插点的连线就是入射光线。（2）在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P 1和P 2的像，并在像的反向延长线上插大头针P 3、P 4。大头针P 3、、P 4在白纸上的插点的连线就是出射光线。（3）连接入射点和出射点即为折射光线. 数据记录重要注意事项 ①玻璃砖要厚； ②入射角应在30°到60°之间； ③大头针的间距应较大些； ④玻璃砖的折射面要画准; ⑤大头针要插得竖直. 误差及分析 ①入射光线、出射光线确定的准确性，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。 ②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小.入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱. 例题分析例1。某同学在做完插针法测玻璃砖折射率的实验后有几点体会,其中不正确的是（） A 。当入射角相同时，玻璃砖越厚,入射光线侧移量越大 B 。入射角的值应取稍大些,这样可减少实验误差 C 。玻璃砖的两个面aa’和bb'不平行时,无法测出玻璃的折射率 D 。若玻璃砖的两个面平行，但入射角为零,无法测出玻璃的折射率例2。在做测定玻璃折射率的实验时。（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab 前，不慎碰了玻璃砖使它向ab 方向平移了一些，如图（甲）所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab 和cd 上，则测出的n 值将_____________.（2）乙同学为了避免笔尖接触光学面，画出的a'b'和c ’d ’都比实际侧面向外侧平移了一些，如图（乙）所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折线点都确定在a'b'和 1 2 3 入射角i 折射角r sini sinr n= sini/sinr

重难点23光的折射计算(学生版)-2021学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷

重难点23光的折射计算 1．半径为R 的半圆柱形玻璃介质截面如图所示，O 为圆心，AB 为直径，Q 是半圆上的一点，QO 垂直于 AB 。一束单色光从Q 点射入介质，入射角为45°。已知此单色光在玻璃中的折射率n ，光在空气中的速度为c ，求该光在玻璃中运动的时间(不考虑光在界面处的反射)。 2．直角棱镜的折射率n =∠B =90°，∠A =30°。截面内一细光束从棱镜BC 边上的D 点射入，入射角θ=45°，经折射后射到AB 边上。 ∠光线在AB 边上是否会发生全反射？说明理由； ∠不考虑多次反射，求从AC 边射出的光线与最初的入射光线夹角。 3．由两种透明材料甲、乙制成的棱镜的截面ABC 如图所示，其中材料甲的截面ABO 为直角三角形，60A ︒∠=，90AOB ︒∠=，4AB a =，材料乙是14 圆截面。一细光束由AB 边的中点D 与AB 成30°角斜射入材料甲，经折射后该光束刚好在乙的圆弧面上发生全反射，然后射到AC 边上的G 点(未画出)。已知材料甲的折射率1n c 。求： (1)材料乙的折射率n 2； (2)该细光束在此棱镜中从D 传播到G 所经历的时间t 。

4．如图所示，某种透明物质制成的直角三棱镜ABD ，其中∠A =60°、∠B =30°束光线在纸面内垂直AB 边射入棱镜，发现光线刚好不能从AD 边射出。已知光在真空中传播速度为c ，AD 边的长为a ，光线进入棱镜后射到AD 边的中点C ，求： (1)光线从BD 边首次射出时折射角α的正弦值； (2)光从射入棱镜到首次射出棱镜所用时间t 。 5．如图所示，用折射率n 的透明物质做成内外半径分别为a m ，b =5m 的空心球，其内表面涂有能完全吸光的物质，不考虑光在介质内部传播时的反射。一平行光从左向右射向此球。求： (1)光进入透明物质后的最大折射角θ； (2)光在透明物质中传播的最大距离l 。 6．将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R 的某种均匀透明材料的半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ 。若只有PQ 上方高度2 h R 范围内的光束平行于PQ 射入后，能直接通过PQ 面进入导光管(不考虑集光球内表面的反射)，求该材料的折射率。

高二物理测定玻璃的折射率实验归纳教育科学版知识精讲

高二物理测定玻璃的折射率实验归纳教育科学版【本讲教育信息】一、教学内容：测定玻璃的折射率实验归纳二、学习目标： 1、掌握测定玻璃的折射率的实验原理与实验误差分析。 2、能够正确作出不同形状的玻璃砖的光路并会运用公式法与单位圆法处理实验数据。 3、重点掌握测定玻璃的折射率相关的重要的习题类型与其解法。考点地位：测定玻璃的折射率实验是高考考查的重点，从近几年对于本实验的考查方向来看呈现出向新颖化、创新化的方向开展的趋势，题目侧重于对学生实验能力的考查，试题难度适中，主要考查学生对于实验原理的理解，实验方法的灵活迁移与实验数据的处理。从出题形式上主要是以实验题形式为主，如06年全国Ⅱ卷第22题、江苏卷第12题均通过实验题形式进展考查。三、重难点解析： 1. 实验目的〔1〕明确光通过玻璃时的入射角、折射角. 〔2〕掌握测定玻璃折射率的方法. 2. 实验原理如下列图，abcd 为两面平行的玻璃砖，入射角θ1和折射角θ2，据2 1 sin sin n θθ=计算出玻璃的折射率. 3. 实验器材白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖. 4. 实验步骤与调整安装〔1〕把白纸用图钉钉在木板上. 〔2〕如下列图，在白纸上画一条直线aa ＇作为界面，画一条线段AO 作为入射光线，并通过O 点画出界面aa ＇的法线NN ＇.

〔3〕把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa ＇对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb ＇. 〔4〕在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2. 〔5〕在玻璃砖的bb ＇一侧竖直地插上大头针P 3、P 4，调整眼睛视线，使P 3能同时挡住P 1和P 2的像，使P 4能挡住P 3本身和P 1、P 2的像. 〔6〕记下P 3、P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P 3、P 4引直线O ＇B 与bb ＇交于O ＇，连接OO ＇，OO ＇就是玻璃砖内的折射光线的路径，入射角θ1＝∠AON ，折射角θ2＝N O O ''∠。〔7〕用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数. 〔8〕从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里. 〔9〕用上面的方法分别求出入射角为15°、30°、45°、60°和75°时的折射角. 查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里. 〔10〕算出不同入射角时21 sin sin θθ的值. 比拟一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中测的 2 1 sin sin θθ的平均值，就是玻璃的折射率. 5. 须知事项〔1〕用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb ＇. 〔2〕实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。〔3〕大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P 1与P 2间、P 3与P 4间的距离应大一些，以减小确定光路方向时造成的误差。〔4〕实验时入射角不宜过小，否如此会使测量误差变大，也不宜过大，否如此在bb ＇一侧看不到P 1、P 2的像。〔5〕由于要屡次改变入射角重复实验，所以入射线与出射线要一一对应编号以免混乱。〔6〕玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm 以上，假设宽度太小，如此测量误差较大。问题1、测定玻璃折射率实验原理的理解和应用问题：例1、某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃柱的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O ，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合. 在玻璃柱一侧竖直插两枚大头针P 1和P 2，在另一侧再先后插两个大头针P 3和P 4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P 3、P 4和P 2、P 1的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到图示. 在如下图中画出：〔1〕沿P 1、P 2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向. 〔2〕光线在玻璃内的传播方向. 〔3〕在光线的入射点作法线，标出入射角i 和折射角r ，〔4〕写出计算玻璃折射率的公式〔不必计算〕. 解析：根据实验过程可知连结P 3、P 4点画直线，即光线P 1P 2经圆形玻璃后的传播光线.

光线通过各种玻璃砖的典型光路分析.

光线通过玻璃砖几何光学部分，在新课标高考中大部分省市已纳入选做部分。这部分考查主要的知识内容是光的反射、折射和全反射。围绕着这部分内容，高考的考题常以截面为各种不同形状的玻璃砖为载体来进行考查，为了全面了解光线通过玻璃砖的问题，现将近几年来的全国高考题按玻璃砖的截面形状进行归类例析，供大家参考。一、矩形玻璃砖光线射向矩形玻璃砖（或平行玻璃板），经两次折射后其出射光线方向不变，仍与原来的方向相同（平行），但产生了一定距离的侧移。例1．（2008年高考全国卷Ⅰ）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表面射出。已知该玻璃对红光的折射率为1.5。设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°过程中 A．t1始终大于t2 B．t1始终小于t2 C．t1先大于后小于t2 D．t1先小于后大于t2 解析：如图1所示，为红、蓝两单色光经过平板玻璃砖的光路图。设玻璃砖的厚度为d，某单色光的折射率为n，折射角为γ，穿过玻璃砖所用的时间为t，则

，，。联立以上三式可得由于红光的折射率n1小于蓝光的折射率n2，则红光穿过玻璃砖所用的时间t1小于蓝光穿过玻璃砖所用的时间t2，故正确的选项为B。二、三角形玻璃砖单色光从三角形玻璃砖的一个侧面入射向另一个侧面射出时，光线将向棱镜的底面偏折，折射率越大，偏折作用越显著。复色光通过三棱镜，发生色散现象，形式一条彩色光带，其红光通过三棱镜时偏折角最小，紫光通过三棱镜时偏折角最大。例2．（2009高考全国新课标卷）如图2所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜，求射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。解析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得： ①

2021年高考物理最新模拟题精练专题3.4 与玻璃砖相关光的折射计算问题(提高篇)(解析版)

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-4）第三部分光学、电磁波和相对论专题3.4 与玻璃砖相关的折射计算题（提高篇） 1.（2020高考模拟示范卷4）如图所示，水平面上有一半径为R的半圆柱形玻璃砖，一束平行光以45°的入射角照射到玻璃砖的上表面，已知光在此玻璃砖中的传播速度为 2 2c．（光在真空中的速度为c），求：（1）圆柱面上光线能够从弧线MP射出的区域所对的圆心角α；（2）能从圆柱面射出的光线中，在玻璃砖中传播的最长时间（不考虑反射光线）【参考答案】（1）90°；（2） 26R 【名师解析】①玻璃砖的折射率为n=c v =2。作出光路图，如图所示。由折射定律有：n=sini sinγ 得：sinγ=sini n = 1 2 解得折射角γ=30° 如果光线EA刚好在A点发生全反射，则有：n= 1 sin EAO ∠ 即有∠EAO=45°，此时∠EOA=75° 因EA与OB平行，所以∠EAO=∠AOB=45° 如果光线FC刚好在C点发生全反射，则有∠FCO=45°，此时∠FOC=15°

故知圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角为：α=180°-∠EOA -∠FOC =180°-75°-15°=90° ②能从圆柱面射出的光线中，光线在玻璃砖中传播的最长距离为：s =60 R sin 光线在玻璃砖中传播的最长时间为：t = s v 解得t = 263R c 2．(10分)（2020云南大理州统考）如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB 成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。如图丙所示是这种材料制成的器具，左侧是半径为R 的半圆，右侧是长为8R 、高为2R 的长方体，一束单色光从左侧A'点沿半径方向与长边成37°角射入器具。己知光在真空中的传播速度为c 。求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) ①该透明材料的折射率； ②光线在器具中运动的总时间。【名师解析】①由题图乙可知，当θ=37°时光线恰好发生全反射，则临界角C=90°-37°=53° 由n=1/sinC 可得n=1.25 ②由几何关系可知光线在器具中传播的路程为 s=R+ o 8sin 53 R =11R 光线在器具中传播的速度v=c/n ，光线在器具中传播的时间t=s/v 联立解得：t=55R/4c 。

第96讲测量玻璃折射率的四种方法与四种实验题型(解析版)

第96讲测量玻璃折射率的四种方法与四种实验题型 1．（2022•河北）如图，一个半径为R 的玻璃球，O 点为球心。球面内侧单色点光源S 发出的一束光在A 点射出，出射光线AB 与球直径SC 平行，θ＝30°，光在真空中的传播速度为c 。求：（ⅰ）玻璃的折射率；（ⅱ）从S 发出的光线经多次全反射回到S 点的最短时间。【解答】解：（i ）设光线SA 对应的折射角为α，如图1所示；根据几何关系可得，入射角等于θ＝30°，折射角：α＝2θ＝2×30°＝60° 根据折射定律可得：n =sinα sinθ=sin60° sin30°=√3；（ii ）光线沿SA 方向射出时，经过两次反射回到S 点，但不是全反射；要发生全反射，设临界角为C ，则有：sinC =1n =√3√2 所以C ＜45° 所以至少经过3次全反射才能够回到S ，如图2所示，这样回到S 的时间最短。根据运动学公式可得： t = 4√2R v =4√6R c 答：（i ）玻璃的折射率为√3；（ii ）从S 发出的光线经3次全反射回到S 点的最短时间为 4√6R c 。 2．（2021•浙江）小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时，发现只有3枚大头针，他把大头针A 、B 、C 插在如图所示位置，并测出了玻璃的折射率。请在画出光路图，标出入

射角i和折射角r，并写出折射率n的计算式。【解答】解：光路图如图所示：根据折射定律可知：n=sini sinr 答：光路图及入射角i和折射角r的标注如上图所示；折射率n的计算式为n=sini sinr。 3．（2021•乙卷）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和O′分别是入射点和出射点。如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为h＝15.0mm；A到过O点的法线OM的距离AM＝ 10.0mm，M到玻璃砖的距离MO＝20.0mm，O′到OM的距离为s＝5.0mm。（ⅰ）求玻璃砖的折射率；（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入射角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。【解答】解：（i）如右图（a）所示，由几何知识可得：入射角的正切值tani=AM MO =10.0mm 20.0mm =12，所以入射角的正弦值sini=√55