高中物理实验测定玻璃的折射率
高中物理课件实验十四测定玻璃的折射率
通过实验测定玻璃的折射率，加深对光学原理的理解。了解实验目的、原理、 步骤、器材、数据处理、结果和结论。
实验目的
1 测定玻璃的折射率
通过实验测定玻璃在不同折射角下的折射光 线，得出玻璃的折射率。
2 加深光学原理的理解
通过实际操作和观察，加深对光的折射现象 和折射率计算方法的理解。
实验器材证实验的准确性。
顶置直角棱镜
用于反射和折射光线，实现测量和观察。
半透明平行玻璃板
用于放置在顶置直角棱镜上方，实现光线折射。
刻度尺、直角尺、纸条
用于测量和记录光线入射和折射的角度。
实验数据记录与处理
记录不同入射角度和折射角度的数值，并根据斯涅尔定律和折射率的定义计 算玻璃的折射率。
实验原理
1 斯涅尔定律
2 折射率的定义
根据斯涅尔定律，光线在光疏介质和光密介 质交界面上的折射定律，即n1sinθ1=n2sinθ2。
折射率(n)等于光在真空中的速度(v0)与光在介 质中的速度(v)之比，即n=v0/v。
实验步骤
1. 准备实验器材：单色光源、顶置直角棱镜、半透明平行玻璃板、刻度尺、直角尺、纸条。 2. 以顶置直角棱镜为基准，将半透明平行玻璃板放在上方，固定好。 3. 将纸条固定在半透明平行玻璃板下方。 4. 打开单色光源，通过顶置直角棱镜照射光线在半透明平行玻璃板上。 5. 观察纸条上的光线折射现象。 6. 测量不同入射角度和折射角度。
实验结果与讨论
1 得到不同入射角度和折射角度的实
验数据
根据实验数据，计算得到玻璃的折射率。
2 讨论实验误差和结果可靠性
分析实验过程中的误差来源，并讨论结果的 可靠性和准确性。
高三物理插针法测玻璃折射率高考物理实验方法大全(解析版)
高中物理实验方法插针法测定玻璃砖的折射率（解析版）【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 sini′＝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。
i i’n450 280 1.51PB P’B’n80.7mm53.8mm 1.50题1：“测定玻璃的折射率冶实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D. 在插入第四个大头针D 时,要使它_____________. 题12B-2 图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a忆是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________. (计算结果保留两位有效数字)【答案】挡住C 及A 、B 的像；1.8（1.6~1.9都算对）【解析】方法1.如果考生带有量角器，分别连接AB 和CD ，分别交a 和'a 于O 和O ’，过O 作a 的垂线M 1N 1，即为法线,如图答1图,则角AO 1M 2为入射角1θ,角C01N 为折射角2θ,用量角器分别测得1θ=60°，2θ=30°， 则玻离的折射率为n=7.13sin sin 21==θθ。
高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第3节 实验
测定玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()A．手电筒射出的光是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光2．在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3．用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是()A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是() A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同5．如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则() A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移6．关于光的干涉及双缝干涉实验的认识，下列说法正确的是()A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象C．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹D．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹E．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的不等间距的单色条纹7．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光8．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样：图甲为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹；图乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹．则以下说法正确的是(λ绿>λ红)()A．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较长B．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较短9.用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ11．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强12．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是()A．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动14.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示．双缝间的距离d＝3 mm.(1)若测量红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.15．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，可得该单色光的波长是________ mm.(保留2位有效数字)16．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两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①、②所示，其中甲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′为界面画光路图，则：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”)．17．在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于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 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃砖的折射率n＝________.1．D 2.B 3.BD 4.A 5.D 6.AD 7.C 8.A9.BD11. AC 12.ABC14.解析 (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx ＝l dλ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx .(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ， λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m ≈6.86×10－7 m.15.答案 0.3 9.5 6.1×10－4解析 由游标卡尺读数规则读出x 1＝0.3 mm ，x 2＝9.5 mmΔx ＝x 2－x 1n －1＝9.24 mm ＝2.3 mm λ＝Δx ·d l＝2.3×0.20750 mm ≈6.1×10－4 mm.16.答案 偏小 不变解析 用题图①测定折射率时，玻璃砖中折射光线偏折变大了，所以折射角增大，所测折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，折射率的测定值与玻璃砖的形状无关．17.答案 1.5解析 由题图可知sin ∠AOB ＝AB OA ，sin ∠DOC ＝CD OC ，OA ＝OC ＝R ，根据n ＝sin θ1sin θ2知，n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝102－824＝1.5.。
第2课时 实验：测量玻璃的折射率 习题 高中物理人教版选择性必修第一册
第四章光1光的折射第2课时实验：测量玻璃的折射率1．(2024年海南模拟)某同学做测定玻璃的折射率实验．(1)实验室提供了图甲所示的两块表面平行的玻璃砖A和B，玻璃砖两表面的间距d A<d B，实验时应选________(填“A”或“B”).(2)实验步骤如下：A．如图乙，在白纸上放好玻璃砖，描出玻璃砖的两个边a和a′；B．在玻璃砖的一侧同一直线上插两个大头针P1、P2，P1P2所在直线作为入射光线；C．在另一侧透过玻璃砖观察，依次插上大头针P3和P4，插P3时，应使P3挡住______(填“P1”“P2”“P1和P2”)的像，同样插上P4，P3P4确定了从玻璃砖射出的光线；D．在白纸上描出光线的径迹，测量相应的角度，计算玻璃的折射率n.2．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．(1)在图丙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＝________(保留三位有效数字).(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，如图乙所示．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”).3．(2024年海南模拟)某小组的甲、乙同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，如图1所示．(1)为了减小实验误差，下列操作正确的是________．A．必须选择边界平行的玻璃砖B．选择的入射角应尽量小些C．没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线D．大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应适当大些(2)甲同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直于法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图2所示．用刻度尺测得AB的长度为x1，CD的长度为x2，则玻璃砖的折射率n＝________(用测量的字母表示).(3)乙同学正确操作后，在实验中多次改变入射角，测出多组相关角度θ1、θ2，作出cos θ2-cos θ1的图像，如图3所示，则此玻璃砖的折射率n＝________．4．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①②③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′为界面画光路图，则：(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______________．5．(2024年云南一模)某同学用插针法测量某种材料制成的三棱镜的折射率，主要实验步骤如下：(1)先在木板上铺一张方格纸，方格纸上的小格子均为正方形，将棱镜放在方格纸上，然后画出棱镜的界面，如图所示．在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“•”表示大头针的位置，然后在另一侧透过棱镜观察，并依次插上大头针P3和P4，利用相关实验器材测出棱镜的折射率，下列说法正确的有______．A．P3只需挡住P2的像B．P4挡住P3的同时，还要挡住P1和P2的像C．该实验除刻度尺外，还必须使用量角器D．该实验仅需使用刻度尺，无需使用量角器(2)经正确操作，四枚大头针的位置如图所示，请在图上作出实验光路图．(3)依据光路图，可得该棱镜的折射率为________(计算结果保留3位有效数字).6．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃砖的折射率时，先在白纸上作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．在玻璃的一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一条直线上．移去圆形玻璃和大头针后，得下图：(1)图中画出光线在玻璃内外的传播方向．(2)在光线的入射点作法线，并标出光由空气射入玻璃的入射角i和折射角r；写出计算玻璃折射率的公式n＝________．(3)若有一个折射率为2的透明玻璃球，让一束足够强的细光束在通过球心的平面内以45°入射角由空气射入玻璃球，则从各方面观察玻璃球，可以看到________束出射光线．7．(2024年山西一模)如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验．在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，关于该实验：(1)以下说法正确的是( )A ．P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离适当大些，可以提高准确度B ．P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离取得小些，可以提高准确度C ．入射角θ适当大些，可以提高准确度D ．P 1、P 2的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关(2)该玻璃砖的折射率n ＝________．另一同学将大头针插在P 1′和P 2′位置时，沿着P 3、P 4的方向看不到大头针的像，其原因可能是__________________________________．答案解析1.【答案】(1)B (2)P 1和P 2【解析】(1)为了使折射光线的方向画得较准确，减小实验误差，应使入射点与出射点距离稍大一些，则玻璃砖应选宽一些的．故选B ．(2)在另一侧透过玻璃砖观察，依次插上大头针P 3和P 4，插P 3时，应使P 3挡住P 1和P 2的像．2.【答案】(1)如图 (2)1.53(±0.03) (3)A【解析】(2)设方格纸上正方形的边长为l ，光线的入射角为i ，折射角为r ，则sin i ＝5.35.32＋42＝0.798，sin r ＝ 2.22.22＋3.62＝0.521.所以玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝0.7980.521＝1.53. (3)由图乙可知，光线P 1P 2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P 3和A ． 3.【答案】(1)D (2)x 1x 2(3)1.51【解析】(1)作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A 错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好，故B 错误；没有刻度尺时，将玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，故C 错误；大头针P 1和P 2及P 3和P 4之间的距离适当大些时，引起的角度误差会减小，效果会好些，故D 正确．(2)根据题意，由几何关系可知sin i ＝AB OA ＝x 1R， sin r ＝CD OC ＝x 2R， 则玻璃砖的折射率为n ＝sin i sin r ＝x 1x 2. (3)根据题图1，由折射定律可得，折射率为n ＝sin ⎝⎛⎭⎫π2－θ1sin ⎝⎛⎭⎫π2－θ2＝cos θ1cos θ2， 整理可得cos θ2＝1n·cos θ1， 结合cos θ2-cos θ1 的图像可得1n ＝0.4000.604， 解得n ＝1.51.4.【答案】(1)偏小 (2)不变 (3)可能偏大、可能偏小、可能不变【解析】(1)用题图①测定折射率时，会导致测量的玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大，折射率减小．(2)用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率与玻璃砖形状无关．(3)用题图③测折射率时，因为界面bb ′部分在玻璃砖外侧，部分在内侧，故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．5.【答案】(1)BD (2)如图 (3)1.33【解析】(1)实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P 3和P 4，使P 3同时挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3及P 1、P 2的像，故A 错误，B 正确；该实验仅需使用刻度尺，无须使用量角器，故C 错误，D 正确．(3)根据折射定律可知需要测量入射角和折射角，运用刻度尺测量出入射角和折射角的正弦值，故折射率为n ＝sin i sin r≈1.33. 6.【答案】(1)如图 (2) sin i sin r(3)3【解析】(1)连接P 1、P 2表示入射光线．由题大头针P 4、P 3和P 2、P 1的像恰在一直线上，则P 4、P 3在出射光线方向上，连接P 3、P 4表示出射光线．作出P 1、P 2的连线与圆形玻璃的交点O 1，作为入射点，P 3、P 4的连线与圆形玻璃的交点O 2，作为出射点，连接O 1O ，O 2O 表示法线，标出入射角、折射角，作出光路图如图所示．(2)玻璃折射率的公式n ＝sin i sin r. (3)根据n ＝sin i sin r 得sin r ＝sin i n ＝sin 45°2＝12，得r ＝30°，光线在玻璃与空气的界面上，既有折射，又有反射，根据几何知识得知，光线进入玻璃砖后有三个反射点，入射角都是30°，有3束出射光线．7.【答案】(1)AC (2)3 经过P 1′、P 2′的光线在界面MN 处发生全反射【解析】(1)入射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P 1、P 2 及P 3、P 4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故A 正确，B 错误；入射角θ尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故C 正确，D 错误．(2)由图知，沿P 1、P 2 的光线入射角为i ＝30°，折射角为r ＝60°，则该玻璃砖的折射率n ＝sin r sin i ＝sin 60°sin 30°＝ 3.把大头针插在P 1′、P 2′位置时，沿着P 4、P 3的方向看不到大头针的像，其原因是经过P 1′、P 2′的光线在界面MN 处发生全反射．。
“测定玻璃的折射率”实验的再改进
“测定玻璃的折射率”实验的再改进作者：张志春彭朝阳来源：《中学理科园地》2021年第02期摘要：系統分析了教材“测定玻璃的折射率”实验的不足，在确保实验精度前提下利用生活中常见器材对原实验装置做了进一步改进。
改进后的实验装置成本较低，实验原理和方法更易为学生所理解和接受，同时极大地提高该学生实验的实施效果和效率，能有效缓解当前多数地区尤其是偏远农村地区实验器材短缺等问题。
关键词：折射;折射率;实验改进引言“测定玻璃的折射率”一直是高中物理学生必做实验之一。
该实验在《普通高中物理课程标准（2017年版）》中被安排在选择性必修1模块;从教材看以新人教版教材为例该实验位于选择性必修1第四章“光的折射”一节实验部分。
对比新旧教材发现教材均对此实验所用仪器及操作步骤做了详细说明，实验所用方法皆为插针法。
而有研究指出：结合教材和教师的引导，学生基本能习得运用插针法测定玻璃折射率的方法，大多数学生在学完这部分内容后，能“运用”规则，却不能“理解”规则背后的物理概念和物理规律[ 1 ]，即未真正理解插针法的实质：光在同种均匀介质中沿直线传播。
究其原因：笔者认为是教材实验未能为学生呈现出直观的光的折射传播路径所致。
依教材方法和步骤进行实验后发现原教材实验还存在如下问题：①原实验中采用木板插针困难，有的学生一时心急随手拿起玻璃砖当锤子敲打[ 2 ]，操作不慎甚至会受伤或损伤玻璃砖;②原实验不能较为直观地呈现折射光线传播路径，学生只是机械操作，对为何要插针存在理解认知困难，不利于调动其学习热情;③随着入射角度增大，折射光强度会有所减小，观察到的大头针虚像也会变暗，用两只眼睛观察时很难判断不同大头针所成的像重合与否，只有在用一只眼睛观察时方可看见大头针重合的虚像，且入射角较小时会增大实验误差。
鉴于以上分析，笔者在教材基础上对原实验做了进一步改进，改进后的实验装置成本低，实验操作方便，现象直观明显，能有效促进学生对插针法实质的理解。
(高中物理)光学热学实验
光学、热学实验【重点知识精析】⒈测定玻璃的折射率的实验是测定物理量的实验。
要求掌握实验方法〔插针法〕，会测定平行玻璃砖、三棱镜、半圆形玻璃砖折射率，并掌握减小实验误差的方法：⑴适当增大所插各针间间距；⑵调整好入射角的大小。
2．用卡尺观察光的衍射现象是研究物理现象的实验。
在本实验中要掌握正确使用游标卡尺的方法，了解实验原理，掌握控制实验的方法：⑴光源应是线光源，狭缝与线光源平行；⑵卡尺两脚间狭缝应调至左右；⑶眼要靠近狭缝，而光源要远离狭缝。
【考题释例】例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P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，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，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图16-17所示。
⑴在此题的图上画出所需要的光路。
⑵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。
⑶计算折射率的公式是n=_______。
解答：⑴如图16-18，画出通过P1、P2、P3、P4的光线，包括在棱镜内的那局部光线。
⑵需要测的量有入射角i和折射角r，如图16-18所示，或测线段EF与OE及GH 与OG。
⑶折射率n=sini / sinr〔或〕。
【专题训练】⒉在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图16-20所示。
对实验中的一些具体问题，以下说法中正确的选项是〔〕A.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些B.为减少测量误差，P1和P2的连线与玻璃砖界面的夹角应取得大一些C.假设P1、P2的距离较大，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D.假设P1、P2连线与法线NN'夹角过大，有可能在bb'面上发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P1、P2的像⒊某同学把卡尺间的窄缝调节去观察某一线光源，看到了彩色条纹；他把缝的宽度增加到，再观察同一光源，看到的现象是______；假设把缝的宽度减小到，那么看到的现象是________。
折射率的测定实验报告
折射率的测定实验报告实验目的，通过测定不同介质中光的折射角和入射角，计算出它们的折射率，从而掌握折射率的测定方法和规律。
实验仪器，凸透镜、平板玻璃、半圆形容器、小孔光源、刻度尺、直尺等。
实验原理，光在不同介质中传播时，由于介质的不同密度和光的波长不同，会发生折射现象。
折射率是描述光在不同介质中传播速度差异的物理量，通常用n表示。
当光从空气射入介质时，根据折射定律可得到折射率的计算公式为n=sin(i)/sin(r)，其中i为入射角，r为折射角。
实验步骤：1. 准备工作，将凸透镜放在光源的前面，调整光源和凸透镜的位置，使得光线射向凸透镜的中心。
2. 实验一，将平板玻璃放在凸透镜上方，调整平板玻璃的位置，使得光线通过平板玻璃后发生折射。
测量入射角和折射角，记录数据。
3. 实验二，将半圆形容器中注入不同介质（如水、油等），再将凸透镜放在容器内，使光线通过介质后发生折射。
同样测量入射角和折射角，记录数据。
4. 数据处理，根据测量数据，计算不同介质的折射率n=sin(i)/sin(r)，并进行比较分析。
实验结果与分析：实验一中，通过测量平板玻璃的折射率，我们得到了其在空气中的折射率为1.5左右。
这与平板玻璃的实际折射率相符，证明了我们实验的准确性。
实验二中，我们选择了水和油两种介质进行测量。
通过计算得到水的折射率约为1.33，而油的折射率约为1.5。
这与我们对水和油折射率的常识了解相符，也验证了我们实验的准确性。
实验总结：通过本次实验，我们掌握了折射率的测定方法，并对不同介质的折射率有了直观的认识。
在实验中，我们注意调整光源和测量仪器的位置，保证了实验数据的准确性。
同时，我们也发现了不同介质的折射率与其光学性质的关系，这对我们理解光的传播规律具有重要意义。
实验中也存在一些不足，比如在测量中可能存在一定的误差，需要进一步提高测量精度。
同时，我们只选择了水和油两种介质进行测量，对于其他介质的折射率也需要进一步研究。
测定玻璃的折射率
高中物理实验报告
实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．
实验过程：
1．用图钉把白纸固定在木板上．
2．在白纸上画一条直线
3．画出线段AO作为入射光线，并在
4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线
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，使挡住，然后在眼睛这一侧插上大头
针P3，使P3挡住
6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针
O′，连接O、
7．用量角器测量入射角
8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的
实验注意事项：
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．
3．实验时入射角不宜过大或过小，一般在。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
合作探究——误差分析
问题11：本实验的误差来源可能有哪些？
拓展延伸
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
P3
bc交于O1点 ，连接OO1，OO1 就是入射光线AO在玻璃砖内
P4的折射光线的方向。入射角
A1 θ1=∠AON,折射角θ2=∠O1ON1
合作探究——实验原理
问题3：为什么“插针法”确定的P3、P4连线就是出 射光线？
实验注意事项 问题4：怎样用手拿玻璃砖？
这样会弄脏透光面，影响实验
1.手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面
总结：只要能用插针法确定出射光线，就可用插针 法测不同形状玻璃的折射率。
合作探究——分组实验
实验器材： 玻璃砖、白纸一张、硬纸板、大头针四枚、曲别针四 枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔． 实验操作：限时十分钟
拓展延伸
例2：用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。将半圆形玻璃砖平放在白 纸上，在白纸上先画出玻璃砖的轮廓，并确定其圆心o的位置。再画出 一条通过圆心o的直线，将两枚大头针p1p2竖直插在这条直线上，如图 所示。为了确定入射光线所对应的折射光线，至少需要在玻璃砖另一 侧插入几根大头针？
实验注意事项
5.可在一张白纸上作出三条入射光线，但重复实验时应将 每次实验所得的插孔进行编号，以免造成混乱
6.画出玻璃砖的边线后，在插针的过程中玻璃砖不能移动 （移动会改变光路图 ） 7.插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）
数据合处作理探的究方—法—数据处理
方问法题18：：量画角好度光查路表计图算后法需要测哪些物理量？怎样求折射率？
为________．
(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应
的折射率值大？ 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________．
答案：(1)1.73 (2)P4 (3)1
课堂小结
实 验 测 定 玻 璃 的 折 射 率
应用插针法确定出射光线 数据处理的两种方法 简单的误差分析
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，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：
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角 为30°，则P3处所对应的折射率的值
__
θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 n
n
1
2
3
拓展： 图象法：作sinθ1－sinθ2
图象，其斜率问题9：量角度查表法在操作中会遇到什么困难? 你还有没有其它的数据处理方法？
数合据作处探理究的—方—法数据处理
方问法题29：：“量单角位度圆查”作表图法法在 以操入作射中点会O遇为圆到心什，么以困一难定?长度 R你为还半有径没画圆有，其与它入的射数、据折处射光 线理相方交法于？C、D两点，从交点作
【课下思考】
【创新题型】 【2014·北京卷】 以往，已
实验注意事项 问题:5：能否把玻璃砖当尺子用？
这样会损坏玻璃砖
2.画边界线时描两点确定边界线
实验注意事项 问题6：眼睛怎样观察大头针？
3.用眼睛与玻璃砖平行观察大头针是否在一条线上
实验注意事项 问题7：入射角是否可以太小或者太大？
4.入射角一般取15o→75o为宜 （太小，相对误差大； 太大,使折射光线弱，不易观察）
（什1么）方在A法O线确段定上光竖路直？插上两
枚大头针P1P2
P1 P2 O
O1
（2）透过玻璃砖，在玻璃砖
的bc侧观察P1、P2的像，调整
视线方向直到P2的像挡住P1的 像。再在bc侧竖直插上大头针
P3问，题使P23：挡在住实P1P验2在中的怎像样。用
同插住（确 出 折样上P3）3定 射 射本的大过身入 光 光方头P和法针3射 线 线、P在P光 呢OP14P，14玻作2A线 ？的1使璃直，像AP砖从O线4。能对的而O1应同bA确c1侧时的与定再挡
【随堂检测】
【2016·四川卷】某同学通过实验测定半圆形玻 璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN 是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在
空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组 入射角i和折射角r，做出sin i-sin r图像如图乙所 示。则（ ）
A．光由A经O到B，n=1.5 B．光由B经O到A，n=1.5 C．光由A经O到B，n=0.67 D．光由B经O到A，n=0.67
两条与法线垂直的线段，量出 两条线段长度,则n＝CC1/DD1
拓展： 等距离节点作图法
拓展延伸
例1：某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操 作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面 aa′与bb′不平行，请问他测的折射率受影响吗？
拓展延伸
问题10：用插针法能测玻璃三棱镜的折射率吗？ 用插针法能测半圆形玻璃的折射率吗？
课前复习
A
N
真
O 真空（空气）
介质
1：折射率n的定义式
介 B
N'
n sin真 决定式 s in 介
2：在光的折射现象中，光路是否可逆？
n= ？cv
实验 测定玻璃的折射率
自主学习——实验原理
n sin真
A
问题1：你sin认介为测
玻“璃插的针折法射”率确适定合光路 用哪个公式呢？用
反馈练习
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所示，①、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′为界面画光路图．则
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 ________(填“偏大”“偏小”或“不 变”)．