高中物理电磁感应选修实验十三测定玻璃的折射率PPT学习教案
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高中物理电磁感应选修实验十三测定玻 璃的折射率
会计学
1
基础理论储备
实验目的 测定玻璃的折射率
第1页/共27页
实验原理 如图所示，abb′a′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角 为 i，折射角为 r，根据 n＝ssiinnri可以计算出玻璃的折射率．
第2页/共27页
实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头
AB ·OC
. OA ·CD
第7页/共27页
(4)“单位圆法”：以入射点 O 为圆心，以适当长度 R 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，sinθ1＝EOHE，sinθ2＝EO′EH′′，OE＝OE′＝R， 则 n＝ssiinnθθ12＝E′EHH′.只要用刻度尺量出 EH、E′H′的长 度就可以求出 n.
【答案】 (1)见解析 (2)CD
第19页/共27页
创新实验评析
【范例】 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
P1、P2位
置大第头不20页针/变共27页P，1、每P次2,测并量保
入射光线． 第16页/共27页
②把长方形玻璃砖放在白纸上，
③在线段AO上竖直地插上两枚 大头针P1、P2，透过玻璃砖观 察大头针P1、P2的像．调整视 线方向，直到P1的像被P2挡
住．再在观察的这一侧插两枚
大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2 的像，P4挡住P1、P2的像和P3， 记下P3、P4的位置．
④移去大头针第17页和/共27玻页 璃砖，连接
P3、P4作为折射光线，测量出
(2)实验中测出了多组入射角i与 折射角r，并作出了sini－sinr图
象如图．则下列说法正确的是 ________．
A．实验时，光线是由空气射
入玻璃
第18页/共27页
B．玻璃的折射率为0.67
【解析】 (1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界 面 bb′，步骤④中应通过 P3、P4 的连线与 bb′的交点 O′ 和 aa′上的入射点 O，作出玻璃砖中的光线 OO′. (2)由图可看出入射角 i 小于折射角 r，因此，光线应该是由 玻璃射入空气；则玻璃折射率 n＝ssiinnri＝00..3405－－00＝1.5，故 sinC＝n1＝11.5＝0.67，所以选项 C、D 正确．
持 时
让圆盘的下半部分竖直进入液
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：
第21页/共27页
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC 的夹角为30°，则P3处所对应
的折射率的值为________．
(2)图中P3、P4两位置________
处所对应的折射率值大．
(3)作AO的延长线交圆周于K， K处所对应的折射率值应为
________． 第22页/共27页
【解析】 (1)根据折射定律 n＝ssiinnθθ12，题中 θ1＝60°，θ2＝ ∠AOF＝30°，所以 n＝ssiinn6300°°＝1.73. (2)图中 P4 对应的入射角大于 P3 所对应的入射角，所以 P4 对应的折射率大． (3)因 A、O、K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以 K 处对应的折射率为 1.
第5页/共27页
数据处理 (1)计算法：用量角器测量入射角 θ1 和折射角 θ2，算出不 同入射角时的sinθ1，并取平均值．
sinθ2 (2)
图象法：改变不同的入射角 θ1，测出不同的折射角 θ2，作 sinθ1－sinθ2 图象，由 n＝ssiinnθθ12可知图象应为直线，如图所 示，其斜率就是玻璃的折射率．
针、图钉、量角器、三角板、 铅笔．
第3页/共27页
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P1、P2两根
大头针．
第4页/共27页
4．在白纸上放上玻璃砖，使玻
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 P1 的像被 P2 的像挡住，然后在眼睛这一侧 插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像，再插上 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像． 6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P3、P4 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 i 和折射角 r，并查出其正弦值 sini 和 sinr. 8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的ssiinnri，并 取平均值．
第24页/共27页
知能优化演练
第25页/共27页
本部分内容讲解结束
按ESC键退出全屏播放
第26页/共27页
在一圆盘上在一圆盘上过其圆心过其圆心oo作两条互相垂直的直径作两条互相垂直的直径bcbcefef在半径在半径oaoa上上垂直盘面垂直盘面插下两枚大头针插下两枚大头针pp11pp22并保持并保持pp11pp22位置不变位置不变每次测量时每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液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而且总使得液面与直径第20页共27页并在圆周上插上大头针并在圆周上插上大头针ppp33正好挡住正好挡住pp11pp22
【答案】 (1)1.73 (2)P4 (3)1
第23页/共27页
【名师点评】 该实验的创新之处体现在实验仪器和操作 过程中，改变单纯的对玻璃的折射率的测量，而测液体的 折射率，利用设计好的转盘减少了对折射率的计算过程， 也克服了液体折射率不易测量的现象． 本题巧妙地利用折射现象来测折射率，无论题目给出何种 情景来求物质的折射率，只要找到一次折射情况进行研究 即可，注意 n＝ssiinnθθ12中， θ1 为真空或空气中的角．
第8页/共27页
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．
第9页/共27页
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15°～75°之间．
4．玻璃砖的第1折0页/共射27页面要画准，不 能用玻璃砖界面代替直尺画界 线．
经典例题展示
考点1 实验原理及操作
例1
( 2 0 1 2 ·高 考 浙 江 卷 ) 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．
第11页/共27页
(1)在下图中画出完整的光路 图；
第12页/共27页
(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是同一入第13射页/共2光7页 线上的2枚大
头针，其对应出射光线上的2枚
【解析】 (1)如图所示：
(2)利用坐标纸，在对应三角形中算出入射角的正弦值 sini 和折射角的正弦值 sinr，则 n＝ssiinnri ＝1.51； (3)从光路图易知为 A.
第14页/共27页
【答案】 (1)见解析 (2)1.51(±0.03范围内都
可)
(3)A
第15页/共27页
考点2 实验步骤的考查
例2
在“测定玻璃折射率”
的实验中
(1)操作步骤如下：
①先在白纸上画出一条直线
aa′代表两种介质的界面，过 aa′上的O点画出界面的法线 NN′，并画一条线段AO作为
第6页/共27页
(3)辅助线段法：利用直尺作辅助线，测出辅助线的长度大 小，求玻璃的折射率．
如图所示，作辅助线 AB ，且垂直于 OB ，量出 AB 、OA ，
作辅助线 CD ，且垂直于 OD ，量出 CD 、 OC ，OC
，即可求出：n＝ssiinnθθ12＝
会计学
1
基础理论储备
实验目的 测定玻璃的折射率
第1页/共27页
实验原理 如图所示，abb′a′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角 为 i，折射角为 r，根据 n＝ssiinnri可以计算出玻璃的折射率．
第2页/共27页
实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头
AB ·OC
. OA ·CD
第7页/共27页
(4)“单位圆法”：以入射点 O 为圆心，以适当长度 R 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，sinθ1＝EOHE，sinθ2＝EO′EH′′，OE＝OE′＝R， 则 n＝ssiinnθθ12＝E′EHH′.只要用刻度尺量出 EH、E′H′的长 度就可以求出 n.
【答案】 (1)见解析 (2)CD
第19页/共27页
创新实验评析
【范例】 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
P1、P2位
置大第头不20页针/变共27页P，1、每P次2,测并量保
入射光线． 第16页/共27页
②把长方形玻璃砖放在白纸上，
③在线段AO上竖直地插上两枚 大头针P1、P2，透过玻璃砖观 察大头针P1、P2的像．调整视 线方向，直到P1的像被P2挡
住．再在观察的这一侧插两枚
大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2 的像，P4挡住P1、P2的像和P3， 记下P3、P4的位置．
④移去大头针第17页和/共27玻页 璃砖，连接
P3、P4作为折射光线，测量出
(2)实验中测出了多组入射角i与 折射角r，并作出了sini－sinr图
象如图．则下列说法正确的是 ________．
A．实验时，光线是由空气射
入玻璃
第18页/共27页
B．玻璃的折射率为0.67
【解析】 (1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界 面 bb′，步骤④中应通过 P3、P4 的连线与 bb′的交点 O′ 和 aa′上的入射点 O，作出玻璃砖中的光线 OO′. (2)由图可看出入射角 i 小于折射角 r，因此，光线应该是由 玻璃射入空气；则玻璃折射率 n＝ssiinnri＝00..3405－－00＝1.5，故 sinC＝n1＝11.5＝0.67，所以选项 C、D 正确．
持 时
让圆盘的下半部分竖直进入液
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：
第21页/共27页
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC 的夹角为30°，则P3处所对应
的折射率的值为________．
(2)图中P3、P4两位置________
处所对应的折射率值大．
(3)作AO的延长线交圆周于K， K处所对应的折射率值应为
________． 第22页/共27页
【解析】 (1)根据折射定律 n＝ssiinnθθ12，题中 θ1＝60°，θ2＝ ∠AOF＝30°，所以 n＝ssiinn6300°°＝1.73. (2)图中 P4 对应的入射角大于 P3 所对应的入射角，所以 P4 对应的折射率大． (3)因 A、O、K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以 K 处对应的折射率为 1.
第5页/共27页
数据处理 (1)计算法：用量角器测量入射角 θ1 和折射角 θ2，算出不 同入射角时的sinθ1，并取平均值．
sinθ2 (2)
图象法：改变不同的入射角 θ1，测出不同的折射角 θ2，作 sinθ1－sinθ2 图象，由 n＝ssiinnθθ12可知图象应为直线，如图所 示，其斜率就是玻璃的折射率．
针、图钉、量角器、三角板、 铅笔．
第3页/共27页
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P1、P2两根
大头针．
第4页/共27页
4．在白纸上放上玻璃砖，使玻
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 P1 的像被 P2 的像挡住，然后在眼睛这一侧 插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像，再插上 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像． 6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P3、P4 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 i 和折射角 r，并查出其正弦值 sini 和 sinr. 8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的ssiinnri，并 取平均值．
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知能优化演练
第25页/共27页
本部分内容讲解结束
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第26页/共27页
在一圆盘上在一圆盘上过其圆心过其圆心oo作两条互相垂直的直径作两条互相垂直的直径bcbcefef在半径在半径oaoa上上垂直盘面垂直盘面插下两枚大头针插下两枚大头针pp11pp22并保持并保持pp11pp22位置不变位置不变每次测量时每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液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而且总使得液面与直径第20页共27页并在圆周上插上大头针并在圆周上插上大头针ppp33正好挡住正好挡住pp11pp22
【答案】 (1)1.73 (2)P4 (3)1
第23页/共27页
【名师点评】 该实验的创新之处体现在实验仪器和操作 过程中，改变单纯的对玻璃的折射率的测量，而测液体的 折射率，利用设计好的转盘减少了对折射率的计算过程， 也克服了液体折射率不易测量的现象． 本题巧妙地利用折射现象来测折射率，无论题目给出何种 情景来求物质的折射率，只要找到一次折射情况进行研究 即可，注意 n＝ssiinnθθ12中， θ1 为真空或空气中的角．
第8页/共27页
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．
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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15°～75°之间．
4．玻璃砖的第1折0页/共射27页面要画准，不 能用玻璃砖界面代替直尺画界 线．
经典例题展示
考点1 实验原理及操作
例1
( 2 0 1 2 ·高 考 浙 江 卷 ) 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．
第11页/共27页
(1)在下图中画出完整的光路 图；
第12页/共27页
(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是同一入第13射页/共2光7页 线上的2枚大
头针，其对应出射光线上的2枚
【解析】 (1)如图所示：
(2)利用坐标纸，在对应三角形中算出入射角的正弦值 sini 和折射角的正弦值 sinr，则 n＝ssiinnri ＝1.51； (3)从光路图易知为 A.
第14页/共27页
【答案】 (1)见解析 (2)1.51(±0.03范围内都
可)
(3)A
第15页/共27页
考点2 实验步骤的考查
例2
在“测定玻璃折射率”
的实验中
(1)操作步骤如下：
①先在白纸上画出一条直线
aa′代表两种介质的界面，过 aa′上的O点画出界面的法线 NN′，并画一条线段AO作为
第6页/共27页
(3)辅助线段法：利用直尺作辅助线，测出辅助线的长度大 小，求玻璃的折射率．
如图所示，作辅助线 AB ，且垂直于 OB ，量出 AB 、OA ，
作辅助线 CD ，且垂直于 OD ，量出 CD 、 OC ，OC
，即可求出：n＝ssiinnθθ12＝