测定玻璃砖的折射率

合集下载

测定玻璃的折射率

测定玻璃的折射率
测定玻璃的折射率
单击此处添加副标题
实验原理
01

02
如图1所示,折射定律可表示为:
实验原理
01
02
03
实验原理
光路法测量折射率 若取线段OM=OP
实验仪器
读数显微镜、玻璃砖、白纸(或毫米方格纸)、大头针、直尺、量角器等
实验仪器
读数显微镜 是一种用来精密测量位移或长度的仪器。 可作长度测量,也可作观察使用。如测孔距、直径、 直线距离及刻线宽度等。
目镜
物镜
调焦手轮
测微鼓轮
读数标尺
读数盘
读数标尺
载物平台
实验内容
一、视深法测量玻璃砖折射率 1、用读数显微镜测量 用读数显微镜分别测出A、B、C点的位置,则h=AC,h’=BC 即可得:
实验内容
2、用视差法测量
二、光路法测定玻璃砖的折射率
实验内容
用激光器; 用大头针 用毫米方格纸
实验内容
实验目的
实验原理(简要原理,光路图,公式)
实验仪器(应写明仪器型号、规格、精度)
实验内容及步骤
测量数据及结果处理(画出数据表格、写明物理量和单位,计 算结果和不确定度,写出结果表达式。注意作图要用坐标纸)
误差分析
撰写实验报告要求

物理实验——测定玻璃的折射率(视深法和插针法)概述

物理实验——测定玻璃的折射率(视深法和插针法)概述
璃砖;木板;大头针;直尺;白纸 等。
实验原理
(1)视深法:由折射定律
n1 sin i n2 sin
x tg ' h
n2 O n1 h' h Q' Q x i θ M
x tgi h
h tg sin cos i cos i n1 ' h tgi cos sin i 1 n21 sin 2 i
测定玻璃的折射率
(视深法和插针法)
实验目的:
1.利用折射定律测定玻璃的折射率; 2.了解视深法和光路法测量玻璃砖 折射率的基本方法; 3.学习用大头针、直尺确定入射和出 射光线的走向以及用视差法确定虚 像的位置; 4.正确掌握激光器及读数显微镜的使 用。
仪器与用具
He-Ne激光器;读数显微镜;玻
得:
h n1 ' h
(2)光路法:
E A M a h c B i N K O r Q P O' d C D N' G F b
sin i n sin r
sin i n sin r
KM KM sin i OM R
sin r QP QP OP R
KM sin i R KM n sin r QP QP R
实验内容:
(1)视深法测量玻璃砖折射率
①用读数显微镜测量(6次)
(2)光路法测量玻璃砖的折射率
数据处理: 数据处理自拟表格,计算平均 值、不确定度,表示测

专题19 测定玻璃砖的折射率(解析版)

专题19 测定玻璃砖的折射率(解析版)

高二物理寒假作业(章节补弱+自测提高)专题19 测定玻璃砖的折射率1.如图甲所示,在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC 的三棱镜,并确定AB 和AC 界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针1P 和2P ,再从棱镜的右侧观察1P 和2P 的像.(1)此后正确的操作步骤是________.A .插上大头针3P ,使3P 挡住2P 的像B .插上大头针3P ,使3P 挡住1P 、2P 的像C .插上大头针4P ,使4P 挡住3P 的像D .插上大头针4P ,使4P 挡住1P 、2P 的像和3P(2)正确完成上述操作后,在纸上标出大头针3P 、4P 的位置(图中已标出)。

为测量该种玻璃的折射率,某同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路图和若干条辅助线,如图乙所示,能够仅通过测量ED 、FG 的长度便可正确计算出折射率__________(填“能”或“不能”)。

【答案】BD 不能【详解】(1)[1]此后正确的操作步骤是:插上大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像;插上大头针P 4,使P 4挡住P 1、P 2的像和P 3。

故选BD 。

(2)[2]根据折射定律可得12sin /sin /ED OD ED n FG OG FGθθ===由于OD 、OG 的长度关系不清楚,故不能仅通过测量ED 、FG 的长度便可正确计算出折射率。

2.在测量玻璃折射率的实验中:(1)小明同学在测某梯形玻璃砖的折射率,画玻璃砖边界时操作如图甲所示,请指出其不当之处:_________(写出一点即可)。

(2)小强同学在测量玻璃砖的折射率实验时,以通过入射光线P1P2(图片中未标出)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P,与OO′的延长线交于Q,从P和Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线,P′和Q′分别为垂足,如图乙所示,用刻度尺量得PP′=45mm,QQ′=30mm,则玻璃砖的折射率n=_________。

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

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。

第2讲:测定玻璃砖的折射率

第2讲:测定玻璃砖的折射率
A
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

读数显微镜测量玻璃砖折射率

读数显微镜测量玻璃砖折射率
记下其位置读数h3
n2 NP NP
【实验数据记录及处理】
表:测玻璃砖折射率 单位:
【课后思考题】
1. 如何消除读数显微镜的视差? 2. 调节读数显微镜时有哪些要求?
3. 读数显微镜的读数原理与千分尺相同,那么读数显微镜是否也存在零
点读数误差的情况?试分析(必要时画出简图)。 4. 分析视深法测折射率的误差主要来源和减小误差方法。
n2
NP NP′,方法如图(2-2 ),在显微镜载物平台上做一记号 P,调节镜 筒高低位置,使P点的像最清晰,记下镜筒高度位置读数h1; 2. 将样品盖在P点上,再找出P点的清晰像,记下镜筒的位置读数h2;
3 最后在样品的表面KK′做一记号(正对P点)N,调节镜筒,使N点的像清晰,
读数显微镜测量玻璃砖的折射率
【实验目的】 1. 了解读数显微镜(移测显微镜)的结构及其工作原理
2. 学会使用移测显微镜的一般方法。
3. 测定玻璃砖的折射率。
【实验仪器】 读数显微镜、玻璃砖
【实验原理】
像的视高法原理:若从垂直于一透明平行板玻璃的方向并透过它观察一物体时,则将 观察到该物体的位置比直接观察(无平行板玻璃)时高,实质上这是像的视高原理。 如图2-1所示,AA′表示两种不同媒质的分界面,上下媒质的折射率分别为n1和n2, 且n1<n2,设有一物点P,以入射角入射于界面上Q点,经折射后沿QT方向进入上方 媒质,折射角为γ。沿着折射线QT反方向延长,则和法线PN相交于P′点,P′点即为P 点的像。

实验:测定玻璃砖的折射率

实验:测定玻璃砖的折射率

实验报告:测定玻璃的折射率【实验目的】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P]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P]、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P]'和P2'(在下方观察,可以看到P「、P2'、P3、P4在一条直线上)。

P]、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,P]、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石(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,插上大头针与、P2。

4、在玻璃砖的下放观察P「P2的像,并用大头针挡住它们的像P「、P2',将%插入白纸。

5、再用大头针___ 挡住P「、P2'和P3并插入白纸。

6、取下玻璃砖,用三角板过P]、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。

【数据处理】数据组次入射角0 .折射角" sin0 ,sin e 2折射率n n的平均值12345。

测定玻璃的折射率(含答案)

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。

  1. 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. 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. 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)。

实验3:测定玻璃的折射率
一、实验目的:测定玻璃砖的折射率。

二、实验原理:
1.求折射率的公式有:
(1)n=
r i
sin sin (i 为光线在真空中的角,r 为光线在介质中的角) (2)n=C sin 1
(C 为临界角)
(3)n=v
c
(c 为真空中光速,v 为介质中光速)
2.要测玻璃砖的折射率,显然用n=r
i
sin sin 简便易行
三、实验器材:玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。

四、实验步骤:1.将玻璃砖放在白纸上,画出上下两界面,做出法线。

让光线从玻璃砖上方射入,下方穿出。

做出入射光线和折射光线,用量角器测出入射角i 和折射角r ,代入公式n=
r
i
sin sin 即可求出折射率n 。

2.入射角i 和折射角r 的确定
(1)用插在白纸上的大头针做为入射光源,大头针P 1、P 2在白纸上的插点的连线就是入射光线。

(2)在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P 1和P 2的像,并在像的反向延长线上插大头针P 3、P 4。

大头针P 3、、P 4在白纸上的插点的连线就是出射光线。

(3)连接入射点和出射点即为折射光线。

五、注意事项: 1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且P 1和P 2之间,P 2和O 点之间,P 3和P 4之间,P 3和O ’点之间距离要稍大一些。

2.入射角i 应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。

3.操作时,不能用手触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子用。

4.在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。

六、数据处理:
1.此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,找出入射角和反射角的正弦值,代入n=
r
i
sin sin 中,求玻璃的折射率。

2.其他处理数据的方法:
① 在找到人射光线和折射光线以后,以入射点O 为圆心,以任意长为半
径画圆,
分别与AO 交于C 点,与OO ’(或OO ’的延长线)交于D 点,过C 、D 两点分别向NN ’作垂线,交NN ’于C ’、 D ’,用直尺量出CC ’和DD ’ 的长.如图14-2所示. 由于CO CC 'sin =
α, DO
DD '
sin =β 而CO=DO ,所以折射率'
'
sin sin 1DD CC n ==
βα 重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。

图14-2
②根据折射定律可得βαsin sin =
n ,因此有αβsin 1
sin n
= 在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上,以sin α
值为横坐标,以sin β值为纵坐标建立直角坐标系.如图实14-3所示. 描数据点,过数据点连线得一条过原点的直线. 求解图线斜率,设斜率为k ,则n
k 1
=
. 故玻璃砖折射率k
n 1
=
七、误差分析:
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。

2.测量入射角与折射角时的相对误差,故入射角不宜过小。

入射角也不宜过大,过大则反射光较强,出射光较弱。

【考能训练】
1.某同学用插针法测定玻璃的折射率n,如图实14-7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. P 1、P 2与P 3、P 4两条直线一定不平行 B. P 1、P 2与P 3、P 4两条直线一定平行 C.他测出的n 值一定偏大 D.他测出的n 值不受影响
2.一束光线从空气射向水中,入射角为300,在介面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线与折射光线之间的夹角为( )
A 、小于300
B 、在300到600之间
C 、大于1200
D 、在600到1200之间
3.两种透明介质对真空的全反射临界角为C 1、C 2,且C 1>C 2,由此可知,这两种介质中光速V 1、V 2、折射率n 1、n 2的大小关系是( ) A 、n 1>n 2,V 1>V 2 B 、n 1>n 2,V 1<V 2 C 、n 1<n 2,V 1<V 2 D 、n 1<n 2,V 1>V 2。

4、如图所示,光在真空和介质的界面MN 上发生偏折,那么:①光是从真空射向介质。

②介质的折射率为。

③光在介质中的传播速度为×108m/s 。

④反射光线与折射光线成600角。

则下列组合正确的是( )
A 、①②
B 、②③
C 、①②③④
D 、①②③
5.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实14-14①、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.他们的其它操作均正确,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”).
图14-3
M N
300
300。

相关文档
最新文档