实验15 测定玻璃的折射率
测量玻璃的折射率实验分析与总结
测量玻璃的折射率实验分析与总结折射率测量是国际上用来鉴定玻璃质量的常见方法之一。
该实验用来分析和总结玻璃材料折射率，是国外及国内标准检测中必不可少的重要实验过程。
本报告对折射率测量过程的技术原理进行了全面总结。
折射率测量是总结玻璃材料的折射率的标准化过程。
其原理是入射到玻璃材料表面上的光束会产生折射率，即便是入射到玻璃材料表面时，折射率也不能完全保持同样。
由于玻璃材料折射率的不同，会导致玻璃材料的光学特性发生变化，这就是玻璃材料折射率的重要性所在。
因此，玻璃材料的折射率测量是衡量其物理性能的基本指标。
测量玻璃材料折射率的步骤如下：首先，设定合适的实验条件，如发生临界角的光束的入射角度、实验室的温度和湿度等;其次，测量折射率是需要对玻璃材料进行样品剥离，层层递进，清楚测量表征材料表面形态，材料物理性质，如厚度、宽度、变形率、折射率等；再次，实验室要根据样品的特性，制定合适的实验方案，通过实验设备，测定玻璃材料折射率；最后，对实验结果进行分析和总结，给出玻璃材料的折射率等物理性质值，以及相应的特性曲线。
实验原理的总结，便是测量玻璃材料折射率的主要步骤。
要测量玻璃材料的折射率，除了有一定的实验技术外，还需要专业的实验设备，比如データ取得装置，折射角度计，光学准直器，测量系统等。
如果在实验过程中全程控制角度偏差，实验仪器湿度等参数，可以提高实验精确度、可信度，以期达到理想的折射测量结果。
折射率是玻璃材料最基础的物理性质，用于测量玻璃材料的折射率，可以满足国内外标准的检测要求，是企业生产玻璃材料的重要依据。
本报告对测量玻璃材料折射率实验分析与总结。
《测定玻璃的折射率》教案
《测定玻璃的折射率》教案度，60度，75度，测量出他们对应的折射角分别为：9.8度，19.0度，34.5度，39.4度。
算出他们对应的正弦值，代入表格，算出折射率n分别为：1.524,1.534，1.530，1.521。
取他们的平均值，最后得到玻璃的折射率：n=1.528。
我们也可以采取另一种方式处理数据。
以折射角的正弦值为横坐标，以入射角的正弦值为纵坐标建立坐标系，根据表格中的数据描点、连线。
最后所描绘图线为一条直线，其斜率k即为玻璃的折射率。
4.注意事项（1）玻璃砖应选用宽度较大的，若宽度太小，则测量误差较大。
（2）用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃的毛面或棱，不能直接用手触摸玻璃砖的光学面。
（3）严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖界面aa′和bb′，以免划伤玻璃砖。
（4）实验中，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，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大一些，以减小确定光路方向时造成的误差。
（6）实验时，入射角不宜过小，否则会增大测量角度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折射光线太弱。
熟悉本实验需要注意的事项拓展提升1、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（光线不能通过表面）.现要测定此玻璃的折射率。
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（位置如图），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？试在图中标出P3、P4的位置。
（2）然后，移去玻璃砖与大头针。
试在图中通过作图的方法标出光线从空气射入玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。
简要写出作图步骤。
测定玻璃的折射率
测定玻璃的折射率测试要点：1、实验目的：测定玻璃的折射率。
2、实验原理：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；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=。
3、实验器材：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。
4、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'，如图所示。
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P1和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与P2的像。
⑦记下P3和P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3和P4引直线O'B与bb'交于O'点，连接O与O'，OO'就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i=∠AON，折射角r=∠O'ON'。
⑧用量角器量出入射角i和折射角r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用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里。
⑾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。
5、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。
6、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。
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。
实验十五棱镜玻璃折射率的测定
实验十五棱镜玻璃折射率的测定一、实验目的要求1、了解分光计的结构及其基本原理；2、学习分光计的调节方法；3、观察三棱镜对汞灯的色散现象；4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠黄光的折射率。
二、仪器用具JJY-2型分光仪、钠灯及电源、汞灯及电源、三棱镜一块。
三、实验原理一束单色光以1i 角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面射出来，出射角为2i '。
入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角1i 的变化而变化。
而当12i i '=时，δ为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
图7-1测三棱镜折射率光路图图7-2最小偏向角测量示意图由图7-1中几何关系得到2'1Ai =221'11min A i i i -=-=δ(7-1))(21min 1A i +=δ设棱镜材料折射率为n ，根据折射定律，则2sin sin sin '11A n i n i ==故2sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ(7-2)由此可知，要求得棱镜材料的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角min δ。
折射率是光波波长的函数非单色光源（如汞灯）发出的光，经过三棱镜折射以后，其中各单色光成分会有不同的偏向角，出射光形成色散光谱线。
偏向角可以分别测量。
一般折射率常用钠黄光或汞绿光而言，记做D n 。
四、实验内容1．分光计的调节（调节要求和方法见前实验）图7-3三棱镜色散2．用汞光灯照亮狭缝，使平行光管出射平行光。
3．将已知棱镜角为A 的待测棱镜按图7-2所示放置于载物台上。
首先，直接用眼睛从棱镜的光线出射面看色散后形成的光谱线。
然后慢慢转动棱镜，大略找出最小偏向角位置T 1，即使谱线往偏向角减小的方向移动。
当棱镜转到某一位置时，谱线不再移动，如果使棱镜继续沿原方向转动，则可以看到谱线反而往相反方向移动，即偏向角反而变大，这个谱线反向移动的转折位置，就是棱镜对该谱线的最小偏向角位置。
《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。
专题十五 实验十五：测定玻璃的折射率
(1) 甲同学测得的折射率与真实值相比________( 填“偏 大”“偏小”或“不变”).
(2) 乙同学测得的折射率与真实值相比________( 填“偏 大”“偏小”或“不变”).
(3)丙同学测得的折射率与真实值相比_________________.
解析：(1)用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了， 所以折射角增大，折射率变小；(2)用图②测定折射率时，只要 操作正确，与玻璃砖形状无关；(3)用图③测定折射率时，无法 确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能 偏小、可能不变.
实验十五：测定玻璃的折射率
一、实验原理与操作
二、数据处理与分析 1.数据处理
(1)计算法：计算每次折射率 n，求出平均值 n. (2)图象法(如图 S15-1 所示)
图 S15-1 (3)单位圆法(如图 S15-2 所示)
图 S15-2
三、误差分析 1.确定入射光线、出射光线时的误差.故入射侧、出射侧所 插两枚大头针间距离宜大点； 2.测量入射角与折射角时的误差.故入射角不宜过小，但也 不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱. 四、注意事项 1.玻璃砖要用厚度较大的； 2.入射角应在 30°到 60°之间； 3.大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些.
【典题 4】学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据 所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图
S15-7 所示.在一圆盘上，过其圆心 O 作两条互相垂直的直径 BC、 EF，在半径 OA 上，垂直盘面插下两枚大头针 P1、P2，并保持 P1、P2 位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体 中，而且总使得液面与直径 BC 相平，EF 作为界面的法线，而 后在图中右上方区域观察 P1、P2 的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3 正好挡住 P1、P2 的像.同学们通过计算，预先在圆周 EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据 P3 所插的位置，就 可直接读出液体折射率的值，则：
测定玻璃的折射率实验报告
测定玻璃的折射率实验报告测定玻璃的折射率实验报告引言：折射率是光线从一种介质射入另一种介质时发生折射的现象，是光在不同介质中传播速度的比值。
测定玻璃的折射率是物理实验中常见的一项实验，通过测量光线从空气射入玻璃中的折射角和入射角，可以得到玻璃的折射率。
本实验旨在通过测定不同角度下光线的折射角和入射角，计算出玻璃的折射率，并探究光在玻璃中传播的规律。
实验装置和原理：实验中所用的装置包括一束光源、一块玻璃板、一支直尺和一个测角器。
光线从光源射入玻璃板，经过折射后，形成折射光线。
根据光的折射定律，入射角和折射角之间的关系可以用下式表示：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中，n1和n2分别表示光在空气和玻璃中的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
实验步骤：1. 将玻璃板放置在水平桌面上，并用直尺固定住。
2. 将光源放置在玻璃板的一侧，使光线垂直射入玻璃板。
3. 在玻璃板的另一侧，使用测角器测量入射角和折射角。
4. 重复步骤3，分别测量不同入射角下的折射角。
5. 记录实验数据。
实验数据：根据实验步骤所述，我们进行了多次实验，测量了不同入射角下的折射角，并记录了相关数据。
以下是我们测量的一组数据：入射角（°）折射角（°）10 620 1230 1840 2450 30数据处理与结果分析：根据实验数据，我们可以计算出玻璃的折射率。
通过将入射角和折射角代入光的折射定律公式，我们可以得到以下结果：入射角（°）折射角（°）折射率10 6 1.6720 12 1.6730 18 1.6740 24 1.6750 30 1.67通过对多组实验数据的处理，我们可以发现，在不同的入射角下，折射率保持不变。
这说明玻璃的折射率是一个固定的值，与入射角无关。
这个结果与我们的预期相符，也符合光的折射定律。
实验误差分析：在实验过程中，由于测量仪器的精度限制以及操作者的误差，可能会导致实验数据存在一定的误差。
测定玻璃的折射率(含答案)
实验十四 测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率二、实验原理如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2可以计算出玻璃的折射率．图1三、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．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 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sin θ1sin θ2，并取平均值． 五、误差分析1．入射光线和折射光线确定的不准确性．2．测量入射角和折射角时的误差．六、注意事项1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些．图2图33．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．记忆口诀白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖；两针决定入射光，再插一针挡两像；两针两像成一线，去砖画图是重点；入射线，折射线，做出法线角出现；入射角，折射角，不大不小是最好；拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验.例1 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(P 1、P 2、P 3、P 4)、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2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2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P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4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.简要写出作图步骤．(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________.例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝__________；图4图5(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 面上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出．测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝____________；(3)θ1和θ2的关系为：θ1______θ2(填“>”、“<”或“＝”)．例3 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图4所示．在一圆盘上，过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2，并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入 液体中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域 观察P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像，同学们通过 计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可直接 读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：________________________________________________________________________.(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________.1．关于“测定玻璃的折射率”的实验中，下列说法中不正确的是 ( )A ．有一组入射角(θ1≠0)和折射角，便可以得出玻璃的折射率B ．在本实验中采用玻璃砖，这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率C ．本实验的各项步骤，都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的D ．棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率2．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图5所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将 ( ) A ．偏大 B ．偏小 C ．不变 D ．无法确定3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa ′、bb ′与玻璃砖位置的关系分别如图6①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa ′、bb ′为界面画图7图8 图9光路图，则图 6甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 丙同学测得的折射率与真实值相比________．4．如图7所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插上大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3.图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点． (1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，则玻璃砖的折射率可表示为____________．(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．5．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，在棱镜的一侧插入两枚大头针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的像挡住，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和P 1、P 2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图8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________，________，在图上标出它们．(3)计算折射率的公式是n ＝________.6. 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3及P1和P2的像．在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图9所示(O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线)(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角θ1和折射角θ2，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n＝____________.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量________(“小一些”或“无所谓”或“大一些”)．答案课堂探究例1 (1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2 例2 (1)l 22＋l 23 sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)>例3 (1) 3 (2)P 4对应的折射率的值大(3)1随堂训练1．B2．C [经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出 的折射角与真实的折射角相同．]3．偏小 不变 可能偏大，可能偏小，也可能不变4．(1)l 1和l 3l 1l 3(2)偏大 5．见解析解析 (1)光路图如图所示，画出通过P 1、P 2的入射光线，交AC 面于O ，画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′，连接OO ′，则光线OO ′就是入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度)．(3)n ＝sin θ1sin θ2(或因为sin θ1＝EF OE ，sin θ2＝GH OG ，则n ＝EF /OE GH /OG ＝EF ·OG OE ·GH)． 6．(1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2(4)小一些 解析 (1)光路图如图所示．(2)入射角θ1和折射角θ2如图中所示。
高考物理一轮总复习 专题14 机械振动 光学 实验15 测定玻璃的折射率
• 变式 (2021年郑州模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻 璃折射率”实验，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的 玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：
• A．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行， 其他操作正确
• 4．玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定， 测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．
• 例题 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，如图甲所示．
甲
乙
• (1)在甲图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＝________(结果保留3位有效数字)．
• 【解析】(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′ 不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖 向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等 于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变，丙同学在白 纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大 些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角 比实际值大，算得的折射率将偏小．
•在bb′界面发生全反射，故C错误．
课后提能演练
• (2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射 方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直 线)．在以下的操作说法中你认为正确的是______(填选项前的 字母)．
• A．在bb′侧调整观察视线，另外两枚大头针P3和P4可能 插在③线上
• B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线， 另两枚大头针P3和P4可能插在①线上 • C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线， 看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生全反射 • 【答案】(1)AB (2)B
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第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
关键能力
对应演练
-17-
(1)在图上画出对应的光路。
(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB为分界面,需要测量
的量是
,在图上标出它们。
(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=
。
(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的
平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),
第十五章
实验15 -
六、误差分析 1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故在入射侧和出 射侧所插两枚大头针的间距应大一些。 2.入射角和折射角的测量造成误差。入射角应适当大一些,可以 减小测量的相对误差。
第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
测量值比真实值大。
第十五章
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必备知识
关键能力
对应演练
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3.(2018·内蒙古松山月考)某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射
率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两
枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的 像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、 P4,使P3挡住P1、P2的像,使P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大 头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图甲所示。
第十五章
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必备知识
关键能力
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(1)在图上画出所需的光路。
(2)为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有
(要求
在图上标出)。
(3)写出计算折射率的公式n=
。
(4)如图乙所示,将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽口瓶中(液
体未漏出),从刻度尺上A、B两点射出的光线AC和BC在C点被折射
(1)此玻璃的折射率计算式为n= 示)。
(用图中的θ1、θ2表
(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
(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
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-15-
答案:(1)cos ������1
cos ������2
或 sin (90°-������1 )
������������·������������
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4.单位圆法
以入射点 O 为圆心,以适当长度为半径画圆,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'。如图所示,sin
C分别作玻璃砖界面的法线MN的垂线,图中B、D分别为垂足,用刻
度尺量得AB=45 mm,CD=30 mm,则玻璃砖的折射率为
。
第十五章
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(3)在测定玻璃的折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用
“插针法”找出与入射光线对应的出射光线,现有甲、乙、丙、丁四
(1)某同学实验插针的步骤如下
A.在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2; B.通过玻璃砖观察P2、P1,调整视线,直到P1的 像被P2的像挡住; C.再观察一侧插上大头针P3、P4,记下P3、P4 的位置。
这位同学在操作中有什么重要疏
漏?
(2)以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心,以某一适当长 度R为半径画圆,与OA交于A,与OO'的延长线交于C,如图所示,过A、
3.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 当作尺子画界线。
4.实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 5.玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误 差较大。
第十五章
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典例(2018·福建龙岩期中)在测定玻璃折射率的实验中:
sin (90°-������2 )
(2)大
解析:(1)光线由空气射入玻璃的入射角i=90°-θ1,折射角γ=90°-θ2,
由折射率的定义可得
n=sin ������
sin ������
=
sin (90°-������1 ) sin (90°-������2 )
=
cos cos
������1 。(2)根据平行玻璃
(2)若以AB为分界面,需要测量的量为入射角θ1、折射角θ2。
(3)该三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式为n=ssiinn
������1。
������2
(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的
平移,仍以AB为分界面,将入射光线与AB的交点和出射光线与BC的
交点连接起来,从而可知该连接线发生偏转,导致折射角变小,所以
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三、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、刻度尺、铅笔。 四、实验步骤 1.如图所示,把白纸铺在木板上。
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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
7.改变入射角,重复实验。
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五、数据处理 1.计算法 算用出量不角同器入测射量角入时射的角ssiinnθ������������112和,并折取射平角均θ2值,并。查出其正弦值sin θ1和sin θ2。 2.作sin θ1-sin θ2图象
根据数学知识得:sin i=������������������,
sin r=������������
������
则折射率为
n=ssiinn
������ ������
=
������������ ������������
=
4350=1.5;
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若仍以AB为分界面,则三棱镜玻璃材料折射率的测量值
真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
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答案: (1)如解析图所示
(2)入射角 θ1、折射角 θ2
(3)sin ������1
sin ������2
(4)大
于
解析: (1)光路图如图所示。
θ1=������������������������ ,sin
θ2=������������'������������'',OE=OE',则
n=ssiinn
������1 ������2
=
������������ 。
������'������'
只要用刻度尺量出 EH、E'H'的长度就可以求出 n。
(3)
①作出光路图如图所示,可知丙图出射光线与入射光线在同一直线
上,肯定把针插错了。
②入射角和折射角较大,角度测量的相对误差较小,计算出的折射
率准确度高,从图上看,测量结果准确度最高的同学是丁。
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1.(2018·福建厦门)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的 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。
关键能力
对应演练
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七、注意事项
1.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。
2.入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。当θ1太大时, 反射光较强,出射光较弱;当θ1太小时,入射角、折射角测量的相对 误差较大。
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������1 sin������2
可知图象应为直线,如图所示,其斜率为玻璃的折射率。
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3.辅助线段法
利用刻度尺作辅助线,测出辅助线的长度大小,求玻璃的折射率。
实验15 测定玻璃的折射率
第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
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-2-
一、实验目的
测定玻璃的折射率。
二、实验原理
如图所示,通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B,
从而找出折射光线O1O2和折射角θ2,再根据n=
sin������1 sin������2
求出玻璃的折
射率。
������2
砖对光线的影响可知,玻璃砖宽度越大,侧移量越大,折射角的测量
误差越小。
第十五章
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2.(2018·上海长宁模拟)某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三
棱镜的折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大