2018届二轮复习实验:测定玻璃的折射率(全国)

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2018版高考复习实验(14)《测定玻璃的折射率》教学案(含答案)

2018版高考复习实验(14)《测定玻璃的折射率》教学案(含答案)

实验十四测定玻璃的折射率前期准备·明确原理——知原理抓住关键【实验目的】1.测定玻璃的折射率。

2.学会用插针法确定光路。

【实验原理】如实验原理图所示,当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B,从而求出折射光线O1O2和折射角θ2,再根据n=sin θ1sin θ2或n=PNQN′算出玻璃的折射率。

【实验器材】玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔。

再现实验·重视过程——看过程注重数据【实验步骤】1.如图所示,把白纸铺在木板上。

2.在白纸上画一直线aa′作为界面,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.把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa′重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb ′。

4.在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2。

5.从玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像,调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像挡住。

再在bb ′一侧插上两枚大头针P 3、P 4,使P 3能挡住P 1、P 2的像,P 4能挡住P 3本身及P 1、P 2的像。

6.移去玻璃砖,在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别记下它们的位置,过P 3、P 4作直线O ′B 交bb ′于O ′。

连接O 、O ′, OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向。

∠AON 为入射角,∠O ′ON ′ 为折射角。

7.改变入射角,重复实验。

【数据处理】 1.计算法用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。

算出不同入射角时的sin θ1sin θ2,并取平均值。

2.作sin θ1 sin θ2图象改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2 图象,由n =sin θ1sin θ2可知图象应为直线,如图所示,其斜率为折射率。

测玻璃折射率实验报告

测玻璃折射率实验报告

测玻璃折射率实验报告测玻璃折射率实验报告引言:折射率是光在不同介质中传播时的速度差的比值,是光学性质中重要的一个参数。

测量材料的折射率可以帮助我们更好地了解其光学性质和应用领域。

本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究光在玻璃中的传播规律。

实验步骤:1. 准备实验材料:玻璃片、光源、直尺、半透明尺、直角三棱镜、刻度尺等。

2. 将玻璃片平放在桌面上,用直尺固定,使其与桌面垂直。

3. 在玻璃片上方放置一支光源,确保光线垂直射向玻璃片表面。

4. 将直角三棱镜放在玻璃片上方,使其底边与玻璃片表面接触。

5. 用刻度尺测量光线从光源射到玻璃片上方的距离,并记录下来。

6. 观察光线从玻璃片射出后的路径,测量光线从玻璃片射出到直角三棱镜上方的距离,并记录下来。

7. 重复上述步骤多次,取平均值作为最终结果。

实验结果:根据实验数据计算可得玻璃的折射率为x.x。

讨论:通过实验测量得到的玻璃折射率与理论值进行对比,可以发现是否存在误差。

误差的产生主要有以下几个方面:1. 实验仪器的精度:实验中使用的直尺、刻度尺等测量工具的精度会对实验结果产生一定的影响。

在实验过程中,应尽量使用精度较高的测量工具,减小误差的产生。

2. 光线的传播路径:实验中光线经过玻璃片的传播路径可能不是完全直线,还受到玻璃表面的微小凹凸以及玻璃的不均匀性等因素的影响。

这些因素会导致实验结果与理论值存在一定的偏差。

3. 实验环境的影响:实验室中的温度、湿度等环境因素也会对实验结果产生一定的影响。

为了减小这些影响,实验应在恒温、恒湿的条件下进行,并进行多次测量取平均值。

结论:通过本次实验测量得到的玻璃折射率为x.x。

在实验过程中,我们发现了可能导致误差产生的因素,并提出了相应的改进方法。

实验结果与理论值的对比可以帮助我们更好地理解光的传播规律,并为相关领域的应用提供参考。

通过进一步的研究和实验,我们可以深入探究折射率与材料性质之间的关系,为材料科学的发展做出贡献。

高考物理实验-测定玻璃的折射率

高考物理实验-测定玻璃的折射率

测定玻璃的折射率知识元测定玻璃的折射率知识讲解一、实验目的测定玻璃的折射率.二、实验原理折射率公式n=.三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.四、实验步骤1.把白纸用图钉钉在木板上.2.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,使它的一条边跟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P1、P2.5.在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3,用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住P1和P2的像.6.同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4,使P4能挡住P3本身和P1、P2的像.7.记下P3、P4的位置,移去玻璃砖和大头针,过P3、P4画直线O′B与bb′交于O′点,连接OO′,OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向,入射角θ1=∠AON,折射角θ2=∠O′ON′.8.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数.9.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.10.用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°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.11.算出不同入射角时的值,比较一下,看它们是否接近一个常数,求出几次实验中所测的平均值,这就是玻璃的折射率.12.也可用如下方法求折射率n.用圆规以O为圆心,任意长为半径画圆,交入射线于P点,交折射线于Q点;过P作法线的垂线,交于N,过Q作法线的垂线,交于N′;用刻度尺分别测出PN和QN′之长,则n=.五、注意事项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两个边aa′、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,且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些,以减少确定光路方向时造成的误差.4.实验时入射角不宜过小,否则会使入射角和折射角的值偏小,增大测量误差;入射角也不宜过大,否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像,要么看到P1、P2的像模糊不清,并且变粗,不便于插大头针P3、P4.例题精讲测定玻璃的折射率例1.某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。

实验:测定玻璃砖的折射率(有空)精选全文完整版

实验:测定玻璃砖的折射率(有空)精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版实验报告: 测定玻璃的折射率【实验目的】Array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的虚像将在和的位置。

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,可在玻璃砖下方插和两颗大头针,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。

测量入射角和折射角,利用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);2、画出玻璃砖的边线后,在插针的过程中玻璃砖(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)、、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。

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,并用大头针挡住它们的像P1′、P2′,将P3插入白纸。

5、再用大头针挡住P1′、P2′和P3, 并插入白纸。

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,重复2~7步骤,多测几组。

测玻璃折射率实验报告

测玻璃折射率实验报告

一、实验目的1. 理解光的折射现象,掌握折射定律。

2. 学会使用折射仪测定玻璃的折射率。

3. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。

折射率是描述介质折射能力的物理量,通常用n表示,其定义式为:n = sinθ1 / sinθ2其中,θ1为入射角,θ2为折射角。

本实验采用折射仪测定玻璃的折射率,通过测量入射角和折射角,利用折射定律计算出玻璃的折射率。

三、实验仪器与材料1. 折射仪2. 玻璃砖3. 精密刻度尺4. 计算器5. 实验记录表四、实验步骤1. 将玻璃砖放置在折射仪的测量平台上,确保玻璃砖与测量平台平行。

2. 打开折射仪电源,预热5分钟。

3. 将精密刻度尺固定在折射仪的入射光路中,调整刻度尺,使入射光线垂直照射到玻璃砖上。

4. 读取入射角θ1,记录在实验记录表中。

5. 将精密刻度尺移动到折射光路中,调整刻度尺,使折射光线垂直照射到玻璃砖上。

6. 读取折射角θ2,记录在实验记录表中。

7. 重复步骤4-6,共测量5次,取平均值作为最终结果。

五、数据处理与结果分析1. 计算每次测量的折射率n,公式为:n = sinθ1 / sinθ22. 计算折射率的平均值,公式为:n_平均 = (n1 + n2 + n3 + n4 + n5) / 53. 结果分析:将实验测得的折射率与玻璃的标准折射率进行比较,分析误差产生的原因。

六、实验结果实验测得的玻璃折射率平均值为1.516,与玻璃的标准折射率1.523相近,说明本实验测量结果准确可靠。

七、实验总结1. 通过本实验,掌握了折射定律的应用,了解了折射仪的使用方法。

2. 提高了实验操作能力和数据处理能力,培养了严谨的科学态度。

3. 了解了误差产生的原因,为今后实验研究提供了有益的参考。

八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,避免损坏实验仪器。

2. 确保玻璃砖与测量平台平行,以免影响测量结果。

《实验:测定玻璃的折射率》 讲义

《实验:测定玻璃的折射率》 讲义

《实验:测定玻璃的折射率》讲义一、实验目的测定玻璃的折射率,加深对光的折射定律的理解。

二、实验原理当光线从空气射入玻璃时,入射角 i 与折射角 r 满足折射定律:n= sin i / sin r ,其中 n 为玻璃的折射率。

通过测量入射角和折射角,利用上述公式即可计算出玻璃的折射率。

三、实验器材玻璃砖、白纸、大头针、直尺、铅笔、量角器。

四、实验步骤1、把白纸平铺在木板上,用铅笔在白纸上画一条直线 aa' 作为界面,过 aa' 上的一点 O 画出界面的法线 NN' 。

2、把玻璃砖平放在白纸上,使玻璃砖的一个长边跟 aa' 对齐,并使玻璃砖的折射面与白纸表面垂直。

3、在玻璃砖的另一侧观察,插上两枚大头针 P1 和 P2 ,使 P1 和P2 的针尖大致在同一直线上,且与玻璃砖的棱边距离相等。

4、眼睛在玻璃砖另一侧透过玻璃砖观察大头针 P1 和 P2 ,调整视线方向,直到 P2 挡住 P1 的像,再在观察一侧插上大头针 P3 ,使 P3挡住 P1 和 P2 的像。

5、用同样的方法插上大头针 P4 ,使 P4 挡住 P3 及 P1 和 P2 的像。

6、移去玻璃砖和大头针,过 P3 和 P4 作直线 O'B 交 aa' 于 O' 点,连接 OO' ,OO' 就是折射光线的方向。

用量角器测量入射角 i 和折射角r 。

7、改变入射角,重复上述步骤,多测几组入射角和折射角的数据。

五、数据处理1、计算每次实验中入射角的正弦值 sin i 和折射角的正弦值 sin r 。

2、求出 sin i 和 sin r 的比值,取平均值,即为玻璃的折射率 n 。

六、注意事项1、玻璃砖应选用宽度较大的,以减小测量角度的误差。

2、插针时应使针脚尽量竖直,且间距适当大些,便于准确确定光路。

3、入射角不宜过大或过小,一般在 30°至 60°之间为宜,过大或过小都会使测量误差增大。

高中物理实验基础与实战:17-测定玻璃的折射率 含答案

高中物理实验基础与实战:17-测定玻璃的折射率 含答案

教学目标:一、知识与技能:1.知道实验的实验目的、实验原理及所需器材,了解实验注意事项。

2.学会测定玻璃的折射率的方法。

二、过程与方法1.通过对玻璃折射率的测定,培养学生探究的科学思路和方法。

2.通过设计实验方案,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3.通过研究计算玻璃折射率的方法,培养学生应用数学工具解决物理问题的能力。

三、情感态度价值观1.通过本节课教学加强对学生科学素质的培养,通过探究的过程培养学生的创新精神和实践能力。

2.培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度和人生观。

教学重点:1.学会测定玻璃折射率的方法2.培养自主探究的能力教学难点:实验方案的设计【实验目的】测定玻璃的折射率【实验原理】如图所示,当光线A O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A O对应的出射光线的O'B,从而确定折射光线OO'。

方法一:测出入射角i和折射角r,根据可算出玻璃的折射率。

方法二:如图所示,以O为圆心,作圆与O A、OO’分别交于P、Q点,过P、Q点分别作法线NN’的垂线,垂足分别为P’、Q’,测量出PP’和QQ’的长度,则玻璃的折射率n= 。

【实验器材】一块两面平行的玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角器(或圆规、三角板),刻度尺【实验步骤】1、用图钉把白纸固定在木板上。

2、在白纸上画一直线aa’作为界面,过aa’上的一点O画出界面的法线N’N,并画一条线段AO作为入射光线。

3、把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa’重合再画出玻璃的另一边bb’。

4、在线段AO上竖直地插上两枚大头钉P1、P2。

5、从玻璃砖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的像档住;再在bb’一侧插上两枚大钉P3、P4,使P3能档住P1、P2的像,P4能档住P1、P2的像及P3本身。

6、移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它的位置,过P3、P4作直线O’B交bb’于O’。

实验报告测量玻璃折射率

实验报告测量玻璃折射率

实验报告测量玻璃折射率一、引言折射率是光线通过介质时发生折射的程度,是介质的一个重要光学性质。

本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究不同光线在不同介质中的传播规律,加深对光学的理解。

二、实验原理1.斯涅尔定律:当光线从一介质射向另一介质时,入射角i、折射角r和两个介质的折射率n1、n2之间有以下关系:n1sin(i) = n2sin(r)2.光程差:光线从空气进入玻璃,两束光线的光程差为:光程差δ=n1*BC+n2*AC3.中心黑环法测量:在测量折射率时,可以利用中心黑环法来测量不同颜色光线通过玻璃的光程差。

对称位置上可以形成环状的圆环,在灯光中观察两个相对的黑环,通过计算得到半径差,再根据光程差的公式计算出折射率。

三、实验步骤1.准备实验仪器:透镜架、白炽灯、屏,挠性导光管;2.将挠性导光管固定在透镜架上,使其与光轴平行;3.调节挠性导光管与透镜之间的距离,使挠性导光管上的圆环清晰可见;4.使用滤光片筛选出不同的颜色光线,使其通过挠性导光管到达透镜;5.观察两个相对的黑环,调节屏与透镜的距离,使黑环清晰;6.记下黑环对应的半径差,再测量出透镜与屏的距离AC和透镜与源之间的距离BC;7.记录各组数据,并计算出不同颜色光线对应的折射率。

四、实验数据颜色光线黑环半径差 R(mm)透镜到屏的距离 AC (mm)透镜到源的距离 BC (mm) 平均折射率 n红色7.8 189 1051.52黄色10.5 191 1041.61蓝色15.3 195 1091.69五、误差分析1.仪器本身存在一定的测量误差,如液晶模式准直器的度盘划度不精确等。

2.实验操作的误差,如对两个黑环的边缘判断不准确等。

3.折射率的实验值与参考值可能存在一定偏差。

六、结论通过本次实验,我们测量了不同颜色光线通过玻璃时的折射率,并得到如下结论:1.不同颜色光线的折射率不同,红光拥有较小的折射率,黄光次之,蓝光最大。

2.实验测量的折射率值与理论值存在一定误差,这可能是由于实验仪器的精度以及操作误差等因素导致的。

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实验:测定玻璃的折射率考点解读1.实验原理如实验原理图甲所示,当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出与入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ,从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2,再根据12sin sin n θθ=或1PN n QN ='算出玻璃的折射率。

2.实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺、铅笔。

3.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 ′,并取aa ′上的一点O 为入射点,作过O 点的法线NN ′。

(3)画出线段AO 作为入射光线,并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针。

(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb ′。

(5)眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P 1的像被P 2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,再插上P 4,使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像。

(6)移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′,连接O 、O ′得线段OO ′。

(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。

(8)改变入射角,重复实验,算出不同入射角时的12sin sin θθ,并取平均值。

4.注意事项(1)玻璃砖应选厚度、宽度较大的。

(2)入射角不宜过大或过小,一把为15°~75°。

(3)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b b ′。

(4)实验过程中,玻璃砖在纸上的位置不可移动。

(5)大头针应竖直地插在白纸上,且玻璃砖每两枚大头针P 1与P 2间、P 3与P 4间的距离应大一点,以减小确定光路方向时造成的误差。

5.实验数据处理(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。

算出不同入射角时的12sin sin θθ,并取平均值。

(2)作sin θ1-sin θ2图象:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图象,由12sin sin n θθ=可知图象应为直线,如实验原理图乙所示,其斜率为折射率。

(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n 。

以入射点O 为圆心,以一定的长度R 为半径画圆,交入射光线OA 于E 点,交折射光线OO ′于E ′点,过E 作NN ′的垂线EH ,过E ′作NN ′的垂线E ′H ′。

如实验原理图丙所示,12sin =sin EH n E H θθ=''。

只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n 。

典型例题某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所使用的玻璃砖两面平行。

正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

(1)此玻璃的折射率计算式为n =__________(用图中的θ1、θ2表示);(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度_______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。

利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。

实验方法如下:在白纸上做一直线MN ,并做出它的一条垂线AB ,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O )放在白纸上,它的直边与直线MN 对齐,在垂线AB 上插两个大头针P 1和P 2,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针,可以确定光线P 1P 2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,从而求出玻璃的折射率。

实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外,还有量角器等;(3)某学生用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的垂线AB 上竖直插上了P 1、P 2两枚大头针,但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P 1、P 2的像,原因是_______________________________,他应该采取的措施是_______________________________;(4)为了确定光线P 1P 2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插枚大头针。

(5)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置,并用“×”表示,做出光路图。

为了计算折射率,应该测量的量(在光路图上标出),有:_______________________________,计算折射率的公式是_______________________________。

【参考答案】(1)12cos cos n θθ= (2)大 (3)光线P 1P 2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来;向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角 (4)1枚 (5)光路图如图,光在圆弧面上D 点发生折射,法线为OD 直线,测出入射角i 和折射角r ,折射率sin sin r n i=【详细解析】(1)由图得到,光线在玻璃砖上表面上入射角为i =90°–θ1,折射角为r =90°–θ2,根据折射定律得,n =111222sin sin (90)cos sin sin (90)cos θθθθθθ︒-==︒-。

(2)在宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择时,玻璃砖宽度较大时,引起的角度误差较小。

(3)不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P 1、P 2的像,原因是没有光线射出,则一定是光线P 1P 2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来。

(4)因为垂直入射的光线传播方向不改变,即光线P 1P 2通过半圆柱形玻璃砖的出射点已知,所以为了确定光线P 1P 2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插1枚大头针。

(5)光路图如下图,光在圆弧面上D 点发生折射,法线为OD 直线,测出入射角i 和折射角r ,折射率sin sin r n i=。

拓展演练1.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验,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、P 4,使P 3挡住P 1、P 2的像,P 4挡住P 3、P 1和P 2的像,在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示。

(1)在图中画出所需的光路;(2)为了测出三棱镜玻璃的折射率,需要测量哪些物理量?在图中标出它们; (3)计算折射率的公式是n =________。

【答案】(1)如图所示 (2)角i 和r 或线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度 (3)sin sin i r 或EF OH OE GH⋅(2)在所画的图上标明入射角i 和折射角r ,或用刻度尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度。

(3)n=sin sin i r ,或n =sin sin i r =EFOE GH OH =EF OH OE GH⋅。

2.如图甲所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。

O为直线AO 与aa′的交点。

在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。

(1)该同学接下来要完成的必要步骤有。

A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像B.插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb′于O′,过O′作垂直于bb′的直线NN′,连接OO′。

测量图甲中角α和β的大小。

则玻璃砖的折射率n= 。

(3)如图乙所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。

若其他操作正确,则折射率的测量值准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

乙(4)在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中,玻璃折射率n对实验中的一些具体问题,下列说法中正确的是__________。

A.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些B.如果在界面aa′光的入射角大于临界角,光将不会进入玻璃砖C.不论光以什么角度从aa′射入,经一次折射后达到界面bb′都能射出D.当光在界面aa′的入射角i时,反射光线跟折射光线恰好垂直【答案】(1)BD (2)sinsinβα(3)小于(4)ACD【解析】(2)由折射率12sin sin n θθ=,1θ为空气中的角度,所以折射率n =sin sin βα。

(3)画出光路图。

虚线箭头为实验的折射角,可见实验的折射角比实际的折射角偏大,所以折射率偏小。

练习1.如图所示为某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖折射率实验的记录情况,虚线为半径与玻璃砖相同的圆,在没有其他测量工具的情况下,只需由坐标纸即可测出玻璃砖的折射率。

则玻璃砖所在位置为图中的 (填“上半圆”或“下半圆”),由此计算出玻璃砖的折射率为 。

2.某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃砖的折射率时,先在白纸上画一与圆形玻璃同半径的圆,圆心为O ,将圆形玻璃平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合,在玻璃一侧插两枚大头针P 1和P 2,在另一侧再先后插两枚大头针P 3、P 4,使从另一侧观察时,大头针P 3、P 4和P 1、P 2的像恰在一直线上,移去圆形玻璃和大头针后,得到如图,根据如图可测出玻璃的折射率。

(1)结合作图写出此后的实验步骤;(2)根据你图中的标注,写出计算玻璃折射率的公式。

3.一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)。

现要测定此玻璃砖的折射率,给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器。

实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直。

在纸面上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,如图所示。

然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2。

用P1、P2的连线表示入射光线。

(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?试在题图中标出P3、P4的位置。

(2)然后,移去玻璃砖与大头针。

试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。

写出用θ1、θ2表示的折射率公式n=________。

4.利用“插针法”也可以测量不平行玻璃砖的折射率。

如图,就是利用“插针法”测量玻璃砖ABCD(玻璃砖的入射面AB和出射面CD不平行)折射率的实验光路图,请你分析与该实验相关的下列问题。

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