玻璃砖的折射率
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。
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。
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22c．（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=cv=2。
作出光路图，如图所示。
由折射定律有：n=sini sinγ得：sinγ=sinin=12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=1sin 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 =60Rsin光线在玻璃砖中传播的最长时间为：t =sv解得t =263Rc2．(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。
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 46.32 30.2 45.83 30.3 45.94 30.4 46.25 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 1.512 30.2 45.8 0.527 0.799 1.533 30.3 45.9 0.529 0.801 1.504 30.4 46.2 0.530 0.805 1.525 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。
测定玻璃砖折射率误差的分析【务实运用】
测定玻璃砖折射率误差的分析【务实运用】
折射率是指质子或者电子在介质之间传播时所受到的折射角度，也就是经过介质时其
运动方向的变化程度。
因此，折射率是测量玻璃砖光学性能重要的指标之一，它可以反映
出玻璃砖表面明亮度，光泽度和色散程度，这对于对玻璃砖进行品质控制具有重要的意义。
为了使玻璃砖的折射率测量的精确，首先，必须保证玻璃砖在测量时的表面质量平整，并保证在测量时不受外界干扰，其次，需要选择正确的仪器来测量玻璃砖的折射率，仪器
的精度对于准确测量折射率至关重要，这样才能保证测量结果的准确度，再次，为了降低
测量过程中产生的误差，有必要对测量过程进行严格的控制和监督，如规定测量时参与的
人员必须具备相关的专业首选，尽可能减少在测量时所产生的误差等。
另外，玻璃砖折射率测量时也应注意一些实际情况，例如，在进行玻璃砖折射率测量时，首先要确定所使用的介质，以便确保玻璃砖的折射率的准确测量；其次，应注意测量
者的手持和视线方向，以确保测量时不受外界影响；最后，在测量时应注意镜片和目标物
体之间的距离，以保证测量结果的准确性。
再次，玻璃砖折射率测量误差在计算中也有一定的影响，随着测量距离的增加，折射
率的报告也会降低。
此外，在计算机模拟时，如果忽略了折射率的存在，也会使计算机的
模拟结果与实际测试结果出现偏差。
由以上可以看出，准确测量玻璃砖折射率关系到玻璃砖的质量控制，因此，为了准确
测量折射率，应该务实运用上述各项技术，妥善处理折射率测量时可能出现的误差，从而
使玻璃砖的折射率测量结果保持在允许的误差范围内，以达到质量控制的要求。
实验 测定玻璃的折射率
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面,画出的a′b′和c′d′都比实际界
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
射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上,则所测出的n值将
(选
填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析:(2)乙同学画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些,但在画 光路图时,将入射点、出射点分别确定在ab,cd上,如图乙,实线表示实际 的光路图,虚线表示乙同学画图时光路图,入射角测量没有误差,而折射 角偏大,得知测出的折射率n将偏小。
答案:(2)光路图见解析 (3)1.4
[例1-2] 在做测定玻璃折射率n的实验时:
(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖
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
(选填“偏
大”“偏小”或“不变”)。
热点透析
热点一 实验原理与操作
[例1-1] 在“测定玻璃的折射率”实验中,主要步骤如下:
(1)如图,在放置好平行玻璃砖的白纸上竖直插上大头针P1,P2确定入射
光线,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3使它挡住
;
解析:(1)第四枚大头针P4要挡住P3及P2,P1的像; 答案:(1)P3及P2,P1的像
4 cm,由此可得出玻璃的折射率n=
。
解析:由题图可知 sin∠AOB= AB , OA
sin∠DOC= CD ,OA=OC=R, OC
根据 n= sin1 知,n= sin AOB = AB = 102 82 =1.5。
sin 2
sin DOC CD
4
答案:1.5
第2讲：测定玻璃砖的折射率
P1 · P ·2 O
·P3
第五步：在出射光线的大致位置再插入一 枚大头针P4，眼睛从P4方向观察，不断移动 大头针，直到遮住了P1、P2成的像。 第六步：连接P3、P4就是出射光线
A
P1 · P ·2 O
P3 · ·P4
第五步：连接OO’，作O点的法线，作O’点 的法线。 第六步：量出θ1、θ2
A
P1 ·
θ1 O
θ2 O’
P2 · ·P3
第七步：代入折射率的公式 sin θ1 n sin θ2
第八步：改变θ1的夹角，重复上面的步骤， 多次测量，最后取折射率的平均值。
入射角θ1 折射角θ2 折射率n
因为折射率与夹角无关，理论上测出的 折射率是一样的，但由于误差的存在， 所以取平均值。
问：这种方法要不要实际光源？ 答：不需要 问：对入射光线有没有要求？ 答：没要求 随便画一条作为入射光线就行了， 问：关键是什么？ 答：关键是确定出射光线的位置
P1成的像在反向延长线上
A
P1 ·
P1 ·
θ1 O
θ2 O’
P3 · ·P4
眼睛从这里看
这就是大头针
第一步：把玻璃砖铺在白纸上 问：为什么铺在白纸上？ 答：因为要在白纸上画光线。 第二步：任意画一条光线AO
A O
第三步：在AO光线上插入2枚大头针P1、P2 第四步：在玻璃砖的另一侧出射光线的大 致位置试插入一枚大头针P3，眼睛从P3方向 观察。不断移动P3，直到挡住P1、P2成的像。
第2讲：测定玻璃砖的折射率
制作人：张光明
测定玻璃的折射率
光线1
专题80 测量玻璃砖的折射率实验(解析版)
2015—2020年六年高考物理分类解析专题80、测量玻璃砖的折射率实验1.（2019高考理综天津卷）（2）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。
①下列哪些措施能够提高实验准确程度______。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______。
③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。
（用图中线段的字母表示）【参考答案】AD B AC BD【名师解析】①做测定玻璃的折射率实验，能够提高实验准确程度的是：选用两光学表面间距大的玻璃砖有助于提高确定折射角的准确程度，插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，有助于提高确定入射角和折射角的准确程度，选项AD正确。
②根据光通过平行玻璃砖的光路可知，入射线和出射线平行，在玻璃砖中折射角小于入射角，所以实验操作正确的是B。
③由折射定律，玻璃的折射率nACBD。
2.（2012··浙江）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图19-1-甲所示。
（1）在图19-1-乙中画出完整的光路图；（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n= (保留3为有效数字)；（3）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，经正确操作插好了8枚大头针，如图19-1-丙所示。
图中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（填“A”或“B”）。
【参考答案】（1）完整的光路图如图。
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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。