插针法测折射率原理
2025高考物理步步高同步练习选修1第四章 光实验：测量玻璃的折射率含答案
2025高考物理步步高同步练习选修1第四章 光实验：测量玻璃的折射率[学习目标] 1.知道测量玻璃折射率的原理、方法和步骤(重点)。
2.会确定入射光线、折射光线、入射角及折射角(重点)。
3.学会用不同方法测量和计算玻璃的折射率(重难点)。
一、实验思路1．实验原理用“插针法”确定光路，找出入射光线及相应的出射光线，画出玻璃砖中对应的折射光线，用量角器分别测出入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律n ＝sin θ1sin θ2便可求出玻璃的折射率。
2．物理量的测量入射角θ1：入射光线与法线的夹角。
折射角θ2：折射光线与法线的夹角。
二、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、直尺、铅笔。
三、进行实验1．把白纸用图钉钉在木板上。
2.用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的直线aa ′作为界面，过aa ′上一点O 作垂直于aa ′的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角θ1适当大些，如图所示。
3．在AO 线上竖直地插两枚大头针P 1、P 2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa ′重合。
4．沿玻璃砖的另一侧面用直尺画一条直线bb ′。
5．在玻璃砖bb ′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P 3，调整视线，同时移动大头针P 3的位置，当P 3恰好能同时挡住玻璃砖aa ′一侧所插的大头针P 1、P 2的像时，把大头针P 3插好。
6．在玻璃砖bb ′一侧再竖直地插一枚大头针P 4，使P 4能挡住P 3本身，同时也能挡住P 1、P 2的像。
7．记下P 3、P 4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P 3、P 4连一条直线BO ′交bb ′于O ′点，连接OO ′，OO ′就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2。
8．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小。
9．改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角。
四、数据分析1．计算法：通过多次测量入射角和折射角，得出多组入射角和折射角的正弦值，再代入n ＝sin θ1sin θ2中求出多个n 的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率。
物理人教版高中选修3-4用插针法测定玻璃折射率
用用插插针针法法测测定定玻玻璃璃折折射射率率【实验目的】1．掌握光发生折射时入射角和折射角的确定方法。
2．学会用插针法测定玻璃折射率。
【实验原理】当光线AO 以一定的入射角穿过两面平行的玻璃砖时，其光路图如图所示，只要画出入射光线AO 、出射光线O 、B 及界面aa 、、 bb 、，就能画出折射光线OO 、，量出入射角i 、折射角γ，代入21sin sin θθ=n 能算出n 。
【【实验器材】】长方形玻璃砖一块 白纸一张，大头针四枚，铅笔一支，直尺一把，量角器一个，图钉四颗【实验步骤】1、在平板上铺白纸并用图钉固定，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 、。
并画出一条线段AO 作为入射光线。
2、把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一边跟aa 、重合，再画出玻璃砖的另一bb 、。
3、在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P1、P2，并使它们距离远一些。
P2距离玻璃砖近一些。
4、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的像挡住为止，再在观察这一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1 、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3本身。
同时使P3距离玻璃砖近些，P4距离P3远些。
5、移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记住它们的位置，过P3P4作直线O 、B 交bb 、于O 、。
连接OO 、，OO 就是折射光线的方向，∠AON 为入射角，∠O 、ON 、为折射角。
6、用量角器量出入射角和折射角的度数，查出它们的正弦值，并把这些数据记录在表格里。
7、用上述方法分别求出入射角为15o 30o45o 60o 75o 时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记入表格里。
8、算出不同的入射角时的12θθ及12sin sin θθ值，求出几次实验中12sin sin θθ的平均值就是玻璃砖的折射率。
【 注意事项】1、插针P1与P2，P3 与P4的间距要适当的大些，不要靠得太近，选择玻璃砖时，宽度宜大些，这样可以减少确定光路方向时出现的误差。
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sini′=P′B′/Rn=sini/sini′=PB/P′B′用钢直尺测出PB及P′B′，代入上式即可计算出折射率。
根据图5.1-2，用上述两种方法测得的结果列在表中。
表 1ii′nPBP′B′n45°28°1．5180．7毫米53．8毫米1．50【思考题】1.为了提高实验的精度，减小误差，在图5.1-2中下面的哪种办法是可取的?(1)增大插针O、O1之间的距离。
(2)减小插针O、O1之间的距离。
(3)适当增大入射角i。
(4)减小入射角i。
2.有同学认为实验时如所用玻、璃砖太厚，当入射角太大时，将会在玻璃砖第二个表面产生全反射，使实验无法进行。
物理实验方案--玻璃折射率的测定
玻璃折射率的测定一、实验任务：测定玻璃折射率二、要求：实验前认真查阅资料，要求设计6种以上测量方法，画出相应的原理图，写出实验设计方案。
三、实验方案㈠作图法测玻璃的折射率“插针法”测玻璃的折射率是中等物理教学中传统的实验方法，由于大头针有一定粗细，在不太长的距离内其粗细无法忽略，加之插针时由于木板或桌面较硬，难以保证针与纸面垂直，常常产生针位偏移，这将直接影响观测的准确性，导致实验结果误差较大。
受教学参考读物的启示，现提出作图法供参考。
实验器材玻璃砖、三角板、圆规、铅笔、白纸。
实验步骤1．在白纸上画直线作入射界面，如图1所示，过上的一点作界面的法线，并画有向线段作入射线，则为入射角；2．将玻璃砖放在纸上，使其一边与界面重合，再在玻璃砖另一侧放一三角板，使三角板的一个角紧靠玻璃砖的另一界面，透过三角板的边观察入射线，并调整三角板位置使边与线起来成一条直线，如图1所示，用铅笔尖记下角的顶点位置，移走玻璃砖作有向线段，即为在玻璃砖中的折射线，折射角，如图2所示：3．以为圆心，单位长为半径，用圆规作单位圆交的延长线于，用三角板过作的垂线交于，如图3所示，则长度就是玻璃的折射率的数值。
实验结果分析∵，又，∴。
作图法所用材料学生可自备，学校仅提供玻璃砖即可，对基层学校可在教室中完成实验，又可免去查表与计算。
㈡插针法实验原理：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。
实验仪器：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。
实验步骤：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。
高考物理实验方法：插针法测玻璃折射率
四、高考物理实验方法：插针法测玻璃折射率【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< /SPAN>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，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 ，与折射光线OO′的延长线交于P′。
过PP′作NN′的垂线，垂足分别为BB′，刚sini ＝PB ／R sin i′＝P′B′／R n ＝sini ／sini′＝PB ／P′B′ 用钢直尺测出PB 及P′B′，代入上式即可计算出折射率。
根据图5．1－2，用上述两种方法测得的结果列在表中。
测定玻璃的折射率实验
测定玻璃的折射率实验方案一，读数显微镜法测定玻璃折射率测量原理：测量原理如图2所示：当从观察点观察透明玻璃下面的物P时，实际观察到的是物P的像P1，设t。
为物P经玻璃折射出射线与玻璃法线的夹角，t1为物P光在玻璃中到达观察点与玻璃法线的夹角，D为玻璃的厚度，a为垂直于玻璃且通过物P的直线到观察点的距离，n为玻璃的折射率，n。
为空气折时率，根据折射律关系有:(1)由图2关系得:将sint o和sint l的表达式代入式(1)得：当a趋于零时，也就是观察者从玻璃上方垂直观察物P时，则有关系式:(2)用读数显微镜测透明物质折射率时，调整光学系统到物屏的距离，使从目镜中清晰观察到物屏的图像时，记录光学系统所在的位置X。
；把待测一定厚度D的透明玻璃放在物屏与物镜之间，再次调整光学系统的位置，使得物屏的物光通过待测透明玻璃以及物镜，从目镜中再次清晰观察到物屏的图像，记录此时光学系统所在的位置X1。
被测物质的厚度D可以通过游标卡尺测量出来。
在正常温度和气压下，空气折射率‰为1．0002926，根据式(2)被测物质的折射率n为：实验仪器选择：KF—JCD3读数显微镜、长物距物镜，长方形平板玻璃样品等。
实验步骤：1 测玻璃厚度用游标卡尺测量玻璃厚度，重复测量6次，记入表格。
2 测有待测样品和没有待测样品时的物镜位置差在载物台上放置一个物屏，用钠光灯照亮物屏，转动读数显微镜的澜焦轮、螺旋测微调节轮以及平面反射镜，使得在转动螺旋测微调节轮时，所观察到物屏的像不会移动位置；把待测透明玻璃坚放在载物台上，且处于平面反射镜与物屏之间，转动螺旋测微调节轮，水平移动光学系统，记录从目镜中清晰观察到物屏像时，记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示，以表示光学系统物镜所在的位置X0，填入表格，把待测透明玻璃从载物台上取下。
接着转动螺旋测微调节轮，水平移动光学系统，从目镜中清晰观察到物屏像时，记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示，以表示光学系统物镜所在的位置X0，将其记入表格重复步骤(1)、(2)6次。
测量玻璃的折射率-高考物理复习
(4)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经 正确操作后插好了8枚大头针，如图丙所示.图丙中P1和P2是同一入射光 线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和__A__(选填“A” 或“B”).
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光线经由P1P2射入后光路图如图所示 第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从 玻璃砖射向空气，折射角要大于入射角，出射 光线要远离法线，由图可知经P3A的出射光线符 合事实，而经P3B的出射光线靠近法线不符合事 实.故对应的出射光线上的2枚大头针是P3和A.
(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.
4.数据分析
(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
sin θ1 同入射角时的 sin θ2 ，并取平均值.
(2)图像法
改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作
课时精练
1.在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作后插好了4枚大头 针，如图甲所示. (1)下列说法正确的是__C__； A.入射角越大，误差越小 B.在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴
着光学面画出界面 C.实验时既可用量角器，也可用圆规
和直尺等工具进行测量 D.判断像与大头针是否在同一直线时，
如图，甲同学在测定折射率时，作出的折射光
线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见
折射角偏大，则由折射定律n＝ssiinn
θ1 θ2
可知，折射
率n偏小.
用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率的测量值与玻璃砖形
状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变.
测定玻璃的折射率插针法课件
数据记录
实验过程中需要准确记 录每个插针的折射角， 以便后续数据处理和计
算。
04 数据处理与分析
数据记录
实验数据
记录实验过程中测得的所 有数据，包括插针法测得 的折射率、观察到的折射 现象等。
实验环境参数
记录实验时的温度、湿度 、气压等环境参数，以便 对实验结果进行校正。
实验操作步骤
可使用白色或黑色屏幕，以便更好地 观察折射光线的变化。
测量工具
量角器
用于测量折射角。
直尺
用于测量插针在玻璃砖表面上的投影长度。
望远镜或放大镜
用于更精确地观察插针和折射光线。
03 实验操作与注意事项
实验操作流程
调整光源角度
使光线垂直照射在玻璃板上， 确保光线与玻璃表面完全接触 。
观察折射现象
观察插针在光源照射下的折射 现象，并记录折射角。
准备实验器材
包括玻璃板、插针、光源、屏 幕、测量尺等。
插针操作
将插针插入玻璃板中，确保插 针与玻璃表面平行，并固定好 位置。
数据处理
根据折射角计算玻璃折射率。
实验操作要点
确保插针与玻璃表面平行
这是保证实验准确性的关键，可以使用测量 尺等工具辅助调整。
观察折射现象
需要仔细观察插针在光源照射下的折射现象 ，并准确记录折射角。
射率。
步骤四
重复实验多次，求取平均值， 得到更精确的结果。
02 实验器材与材料
玻璃砖
选取透明度高的玻璃 砖，确保光线能够顺 利透过。
确保玻璃砖的表面光 滑、平整，以减小误 差。
玻璃砖应具有足够的 尺寸，以便于插针和 测量。
插针
选择足够硬且不易变形的金属 针作为插针。
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插针法测折射率原理
一、引言
折射率是一个物质对光传播速度的度量，它描述了光在不同介质中传播时的偏折程度。
测量折射率是光学实验中的重要任务，因为它对于研究光的传播和折射现象具有重要意义。
插针法是一种简单而有效的方法，用于测量透明物质的折射率。
本文将介绍插针法测折射率的原理和步骤。
二、原理
插针法测折射率的原理基于光在不同介质中传播时的偏折现象。
当光从一种介质进入另一种介质时，由于介质密度的差异，光线会发生折射。
根据斯涅尔定律，光线在两个介质中的入射角和折射角满足一个简单的关系。
通过测量入射角和折射角，可以计算出介质的折射率。
三、实验步骤
1. 准备工作：准备一个透明的物体，如玻璃棒或塑料棒，并将其固定在一个支架上。
准备一束光源，如激光笔或手电筒。
2. 测量入射角：将光源对准物体的一侧，使光线从物体的一端射入。
在光线射入处，插入一根细针垂直于光线方向，使其尽量接近光线入射处。
使用一个测角器测量光线与针的夹角，即入射角。
3. 测量折射角：将一个屏幕或白纸放置在物体的另一侧，使光线透
过物体后在屏幕上形成一个明亮的点。
在屏幕上的这个点处，插入一根细针，使其尽量接近光线出射处。
使用测角器测量光线与针的夹角，即折射角。
4. 计算折射率：根据斯涅尔定律，入射角和折射角满足以下关系： n1 * sin(入射角) = n2 * sin(折射角)
其中，n1和n2分别是两个介质的折射率。
通过测量的入射角和折射角，可以计算出物质的折射率。
四、注意事项
1. 在测量过程中，要保持光线稳定和准直，以确保测量结果的准确性。
2. 使用合适的测角器和细针，以获得精确的角度测量。
3. 在测量折射角时，要注意针的位置，确保它与光线出射处尽量接近。
4. 重复测量多次，取平均值，以提高测量结果的精确性。
五、实验应用
插针法测折射率可以应用于不同类型的透明物质，如玻璃、水和塑料等。
通过测量不同物质的折射率，可以研究它们的光学性质，并在光学设计和工程中应用。
此外，插针法还可以用于教学实验，帮助学生理解折射现象和斯涅尔定律的应用。
六、结论
插针法是一种简单且有效的方法，用于测量透明物质的折射率。
通过测量入射角和折射角，并应用斯涅尔定律，可以计算出物质的折射率。
该方法简单易行，可以在实验室或教学环境中进行。
插针法测折射率在光学研究和应用中具有广泛的应用前景。