读数显微镜测玻璃砖折射率

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用读数显微镜测透明介质的折射率-最新年文档

用读数显微镜测透明介质的折射率折射率是表征介质光学性质的重要参数。

对弱磁性介质，其由介质的介电常数及光的波长决定。

而介质的介电常数又与其分子结构、原子间化学键形式、成分和均匀性、溶液的浓度、密度、纯度等有密切关系。

对介质折射率的准确测量在光学仪器、化医疗、工、制糖、乳制品、制药、饮料等诸多领域有重要意义，特别是通过折射率测量溶液浓度的技术，在上述领域已有广泛应用[1-4] 。

折射率是以光在真空中的传播速度与在介质中的传播速度之比来定义的，但通过直接测量光速来测量折射率难度较大。

因此，测量折射率的方法一般都是间接方法，主要有折射法、干涉法、费涅尔公式法等。

其中折射法最为常用，一般借助精密测角仪、棱镜折射仪、阿贝折射仪等，通过对角度的准确测定来实现[3-4] 。

这些测量仪器，虽有较高的测量精度，但由于造价高、装置体积大、操作不方便、对测量环境的要求高等因素的影响，对相关的生产和科研工作带来了诸多不便。

本文介绍一种用三维读数显微镜，通过测量清晰像的物与物折射成像的位置，测量折射率的方法，可迅速方便地测量透明介质的折射率。

通过对BK1玻璃、纯水、蔗糖溶液的折射率的测定，证明该方法简便、可靠，测量结果的不确定度达到0.001 。

由于一般实验室均配备有读数显微镜，所以，该方法具有较高的推广价值。

1.测量原理与测量方法选择特定颜色的印有小型文字的薄膜贴在读数显微镜载物台上，在显微镜中调出字迹（即物）清晰的像，记录显微镜物镜的位置X1；将待测厚平板玻璃放在载物台上，紧压字迹，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的位置X2;在平板玻璃上表面X3。

贴一同样文字，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的位置由于显微镜成清晰的像对观察物到物镜的距离有确定要求，则平板玻璃的实际厚度为H = X3-X1 ，视觉厚度h = X3-X2 ，如图1所示。

因为显微镜观察文字时，光线经玻璃上表面折射时的入射角和折射角和都非常小，所以透明液体折射率的测量方法与平板玻璃类似，先将特定颜色的印有小型文字的薄膜贴在平底容器的内底部，将容器平置于载物台上，在显微镜中调出字迹（即物）清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置XI；向容器中注入一定深度（2-3cm）的待测液体，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置X2;在液面上撒些相应颜色的细粉笔末，调出其清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置X3,依据式（1），可算出待测液体的折射率［5］。

高考物理实验-测定玻璃的折射率

测定玻璃的折射率知识元测定玻璃的折射率知识讲解一、实验目的测定玻璃的折射率．二、实验原理折射率公式n=．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．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′．3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟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、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、P2的像．7．记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4画直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O′ON′．8．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2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．用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里．11.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．12．也可用如下方法求折射率n．用圆规以O为圆心，任意长为半径画圆，交入射线于P点，交折射线于Q点；过P作法线的垂线，交于N，过Q作法线的垂线，交于N′；用刻度尺分别测出PN和QN′之长，则n=．五、注意事项1．用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面．严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个边aa′、bb′．2．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．3．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和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差．4．实验时入射角不宜过小，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差；入射角也不宜过大，否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像，要么看到P1、P2的像模糊不清，并且变粗，不便于插大头针P3、P4．例题精讲测定玻璃的折射率例1.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。

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。

【最新】用读数显微镜测量玻璃折射率PDF模版课件

【最新】用读数显微镜测量玻璃折射率PDF模版课件使用读数显微镜测量物质的折射率是现代物理学实验室中常见的实验。

玻璃是一种具有吸收较小的、半透明且均匀的固体，通常用于制作光学元件，例如棱镜和透镜。

正是因为这些特性，玻璃的折射率是一种重要的物理量，因为它能够反映物质对光线的反应。

通过读数显微镜测量玻璃的折射率的过程，本质上是通过制备棱镜，实现将入射光线折射和反射，从而测量折射角和反射角，进而获得折射率的过程。

本文将介绍使用读数显微镜测量玻璃折射率的实验方法，包括操作步骤、注意事项和数据分析过程。

实验步骤1.准备实验物品，包括读数显微镜，准直棱镜、玻璃样品、白色纸和光源等。

2.将光源置于实验室中心位置，准直棱镜放在光线的路径上以使光线垂直于棱镜上表面。

3.将玻璃样品放置在准直棱镜的一侧，并通过旋转棱镜来实现入射角的变化。

4.将读数显微镜调整至正常操作水平，然后在棱镜上放置一个白色纸。

5.使用读数显微镜观察光线在玻璃上的反射和折射，通过观察读数显微镜的读数记录入射、反射和折射角的值。

6.重复以上步骤，每次变换信号源的入射角度，以获得多组数据。

注意事项1.在实验前要检查并校准读数显微镜，确保其正常工作。

2.在棱镜表面上应尽可能地避免留下任何指纹和污点，以减小误差。

3.在观察时，要确保光线由底部通过，使其传感器位置正确，以确保准确的读数。

数据分析在获得一系列入射、反射和折射角的值之后，可以计算玻璃的折射率。

根据光学原理，可以得出以下公式：n = sin(i) / sin(r)其中，n是玻璃样品的折射率，i是入射角，r是折射角。

对于通过多次测量获得的多个角度值，可以计算出平均值和标准偏差。

平均值用于计算折射率，标准偏差可以用于评价测量精度和数据可靠性。

结论使用读数显微镜测量玻璃折射率是一种简单且有效的实验方法，只需要有准确的仪器和良好的实验操作即可获得精确的数据。

在实验中，还应注意许多细节，包括校准仪器，减小误差和评价数据准确性等。

测定玻璃砖折射率数据处理三方法

测定玻璃砖折射率数据处理三方法邢台市第一中学史鸿耀高二物理教材测定玻璃砖的折射率实验是学生必修实验，该实验是测定固体折射率的一种粗略方法，现将数据处理做一下归纳方法。

方法一：用量角器测出入射角α、折射角β，
据折射率公式n=βαsin sin 可以计算出玻璃的折射率。

方法二：以O 1圆心以任意长为半径（半径要
尽能长些约10㎝）画圆交入射光线AO 1于M 点、
交折射光线O 1O 2于P 点，过M 、P 作NN 1的垂线MK 、PQ ，n=βαsin sin =1
1PO QP MO MK =QP MK ，据所推导的公式我们用刻度尺测出MK 、QP 的长度，即可求
出折射率n 。

方法三：在讲解该方法前先来推导一个例题，题
目如下：如图3所示，平板玻璃砖的厚度为h,其折
射率为n ，一束光以入射角α射向平板玻璃砖，试求
经玻璃砖出射光线相对入射光线的侧移量OA 是多
少？
解：设OO 1的长度为L ，侧移量OA 为△x ，折射角为β，据光的折射定律有：n=β
α
sin sin 在三角形△OO 1A 中，△x=Lsin(α-β)=βcos h (sinα cosβ-cosα sinβ)=hsinα-hcosα α
βcos sin =hsinα{1-ααsin 2
2cos -n } 借助上式只要我们用刻度尺测出h 和△x 、和入射角α则可以求出折射率n
小结：三种方法可以在一次数据处理中使用，开阔了学生的眼界，也起到验证作用。

N
1。

测量玻璃砖的折射率

一、实验目的测定玻璃的折射率．二、实验原理如图13－1－17所示,当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B,从而确定了玻璃砖中的折射光线OO′,量出入射角θ1和折射角θ2，根据n＝错误!算出玻璃的折射率．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．用图钉把白纸固定在木板上．2．在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．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长边bb′。

4．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.5．在玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住；再在bb′一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身．6．移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置．过P3、P4作直线O′B交bb′于O′,连结O、O′，OO′就是玻璃砖内折射光线的方向,∠AON为入射角θ1,∠O′ON′为折射角θ2。

7．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里．8．用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值,记入表格里．9．算出不同入射角时sinθ1sinθ2的值,比较一下，看它们是否接近于一个常数，求出几次实验时测得数据的平均值，就是玻璃的折射率．一、数据处理的其他方法1．在找到入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13－1－18所示．由于sinθ1＝错误!，sinθ2＝错误!.而CO＝DO，所以折射率:n1＝错误!＝错误!。

物理实验方案--玻璃折射率的测定

玻璃折射率的测定一、实验任务：测定玻璃折射率二、要求：实验前认真查阅资料，要求设计6种以上测量方法，画出相应的原理图，写出实验设计方案。

三、实验方案㈠作图法测玻璃的折射率“插针法”测玻璃的折射率是中等物理教学中传统的实验方法，由于大头针有一定粗细，在不太长的距离内其粗细无法忽略，加之插针时由于木板或桌面较硬，难以保证针与纸面垂直，常常产生针位偏移，这将直接影响观测的准确性，导致实验结果误差较大。

资料个人收集整理，勿做商业用途受教学参考读物的启示，现提出作图法供参考。

实验器材玻璃砖、三角板、圆规、铅笔、白纸。

实验步骤1．在白纸上画直线作入射界面，如图1所示，过上的一点作界面的法线，并画有向线段作入射线，则为入射角；2．将玻璃砖放在纸上，使其一边与界面重合，再在玻璃砖另一侧放一三角板，使三角板的一个角紧靠玻璃砖的另一界面，透过三角板的边观察入射线，并调整三角板位置使边与线起来成一条直线，如图1所示，用铅笔尖记下角的顶点位置，移走玻璃砖作有向线段，即为在玻璃砖中的折射线，折射角，如图2所示：资料个人收集整理，勿做商业用途3．以为圆心，单位长为半径，用圆规作单位圆交的延长线于，用三角板过作的垂线交于，如图3所示，则长度就是玻璃的折射率的数值。

资料个人收集整理，勿做商业用途实验结果分析∵，又，∴。

作图法所用材料学生可自备，学校仅提供玻璃砖即可，对基层学校可在教室中完成实验，又可免去查表与计算。

㈡插针法实验原理：光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。

由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径，而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径，从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i和在玻璃砖内的折射角i′，由n＝sini／sini′即能求出玻璃的折射率。

个人收集整理勿做商业用途实验仪器：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。

物理实验方案--玻璃折射率的测定

受教学参考读物的启示，现提出作图法供参考。

实验器材玻璃砖、三角板、圆规、铅笔、白纸。

实验步骤1．在白纸上画直线作入射界面，如图1所示，过上的一点作界面的法线，并画有向线段作入射线，则为入射角；2．将玻璃砖放在纸上，使其一边与界面重合，再在玻璃砖另一侧放一三角板，使三角板的一个角紧靠玻璃砖的另一界面，透过三角板的边观察入射线，并调整三角板位置使边与线起来成一条直线，如图1所示，用铅笔尖记下角的顶点位置，移走玻璃砖作有向线段，即为在玻璃砖中的折射线，折射角，如图2所示：3．以为圆心，单位长为半径，用圆规作单位圆交的延长线于，用三角板过作的垂线交于，如图3所示，则长度就是玻璃的折射率的数值。

实验结果分析∵，又，∴。

作图法所用材料学生可自备，学校仅提供玻璃砖即可，对基层学校可在教室中完成实验，又可免去查表与计算。

㈡插针法实验原理：光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。

实验仪器：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。

实验步骤：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。

测定玻璃的折射率

最小偏向角法
01
02
03
04
原理
通过测量光在玻璃中传播时的最小偏向角，利用公式计算折
射率。
步骤
将待测玻璃放在棱镜和望远镜之间，调整棱镜角度，观察到光斑移动，记录最小偏向角。
优点
操作简单，对设备要求不高。
缺点
精度较低，受环境影响较大。
临界角法
原理
利用光在玻璃和空气界面上的全反射现象，通过测量临界角
测定玻璃的折射率
contents
目录
• 引言 • 折射率的物理基础 • 测定玻璃折射率的方法 • 实验器材与步骤 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01 引言
折射率的定义
折射率是光线从一个介质进入另一个介质时，由于速度的改变而产生的方向改变的度量。它是光线入射角与折射角的正弦之比，用符号n表示。
误差来源
误差主要来源于测量角度时的误差、光线的散射以及实验环境的不稳定。
减小误差的方法
为了减小误差，我们可以采用更精确的测量仪器、多次测量取平均值、改善实验环境等措施。
06 结论与展望
结论总结
实验原理
通过光的折射定律，利用棱镜分光仪等实验设备，精确测量入射角和折射角，从而计算出玻璃的
折射率。
实验结果
实验测得玻璃的折射率为1.52，与标准值1.51相比，误差较小，
说明实验方法可靠。
误差分析
实验中可能存在的误差源包括测量角度时的读数误差、棱镜分光仪的精度误差等，可通过提高测量精度和采用更精确的实验设备
来减小误差。
研究展望
1 2 3
拓展应用领域
该实验方法可应用于其他光学材料的折射率测定，为光学研究和应用提供更多数据支持。

玻璃折射率的测量实验教案

玻璃折射率的测量光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比行叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。

折射率是光学介质的一个基本参量，也等于光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比。

两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。

某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。

同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。

通常所说某物体的折射率数值多少（例如，水为1.33，水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同则有一定范围1.5 ~1.9），是指对钠黄光（波长5 893×10-10m）而言。

无论在日常的生活中还是在现代工业中，玻璃用品都得到了广泛应用。

然而，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。

玻璃的折射率数值越大，表明玻璃使入射光发生折射的能力越强。

玻璃折射率作为玻璃性能的一个基本重要参数，在很大程度上决定了玻璃产品性能。

在玻璃的制造与生产过程中，需要实时准确地测量玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。

本实验将分别用视深法和光路法测量玻璃砖的折射率。

一、实验目的1．掌握测定玻璃折射率的原理和方法。

2．用读数显微镜测量玻璃折射率。

3．用光路法测定玻璃的折射率。

二、实验仪器读数显微镜、激光器、游标卡尺、平行玻璃砖、牙签、白纸。

三、实验原理光线通过两介质的界面折射时，确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定律称为折射定律，它是几何光学基本定律之一，是各种光学仪器的理论根据。

折射定律可表示为n1sin i =n2sin r式中i, r分别为入射角和折射角，n1，n2分别为入射介质和折射介质的折射率。

折射率作为反映光学性质的物理量，其大小不仅取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。

空气的折射图1 光线的折射率近似为1。

1、视深法测量折射率原理如图2所示，在玻璃砖底部有一发光点P ，由于玻璃折射率与空气折射率不同，P 点发出的光线会在玻璃与空气的界面M 点处发生折射，出射光线的反向延长线与OP 的交点为P ′。

玻璃折射率测定

玻璃折射率测定
简介
玻璃折射率（也称为折射系数）是指光线从真空或空气中进入玻璃时的折射程度。

准确测定玻璃折射率对于材料科学和光学应用至关重要。

本文档介绍了一种常用的测定玻璃折射率的实验方法。

实验步骤
1. 准备材料和设备：
- 玻璃样品
- 光源（例如激光器或白光源）
- 精密角度测量仪器
- 直尺和标尺
2. 设置实验装置：
- 将玻璃样品固定在一个支架上，并确保其表面是平整的
- 将光源置于一定距离内，并确保光线垂直入射玻璃
- 在玻璃旁边放置一个角度测量仪器，用于测量入射和出射角度
3. 测量入射和出射角度：
- 将角度测量仪器的指针对准光线的入射和出射点，并记录两者的角度
4. 进行计算：
- 根据测得的入射和出射角度，使用折射率的定义公式计算玻璃的折射率
- 重复以上步骤多次，取平均值以提高准确性
5. 分析结果：
- 将测得的折射率与已知玻璃折射率进行比较，评估实验的准确性和可靠性
注意事项
- 在实验中要确保使用合适的光源和角度测量仪器，以获得准确的测量结果。

- 实验过程中要小心操作，避免损坏玻璃样品或设备。

- 测量过程中要尽量避免外界因素的干扰，如空气湿度和环境温度的变化。

结论
测定玻璃折射率是一项重要的实验，通过使用适当的材料和设备，结合准确的测量方法，可以得出较为准确的结果。

这些实验结果对于光学应用和材料科学具有重要的参考价值。

毕业设计(论文)-几种不同的方法测定玻璃的折射率.

内容摘要:本文采用了几种不同的方法测定玻璃的折射率,介绍了几种常用的测定玻璃折射率的方法.例如:最小偏向角法测定玻璃的折射率,读数显微镜法测定玻璃的折射率,插针法测定玻璃的折射率,掠入射法测定玻璃的折射率等.通过几种不同的方法来比较哪种方法更精确,误差更小.以及相应的误差的来源等等.关键词:玻璃折射率分光计读数显微镜布鲁斯特角装置三棱镜光具座Abstract: in this paper, using several different methods for the determination of the refractive index of the glass, describes several commonly used for determination of refractive index of glass method. For example : the angle of minimum deviation method for the determination of the refractive index of the glass, a reading microscope method for the determination of the refractive index of the glass, pin method for the determination of the refractive index of the glass, grazing incidence method for the determination of the index of refraction of glass rate. Through several different methods to compare which method is more accurate, the error is smaller. And the corresponding error sources and so on.Key words: optical glass refraction Brewster angle microscopy spectrometer reading device three prism optical bench引言:折射率是物质的一种重要的光学常数，在工农业生产及许多科研部门都会折射率的测量问题。

读数显微镜测玻璃砖折射率

读数显微镜测玻璃砖折射率实验原理：当光线从绝对折射率为n 1的媒质1射向绝对折射率为n 2的媒质2时，在分界面上要发生折射，入射角i 1、折射角i 2和 n 1、n 2的关系是：n 1sin i 1= n 2sin i 2（1）若光线从空气（n 2=1）进入媒质（入玻璃砖n 1=n G ），则 n G =21sini sini （2）我们现在要测的玻璃砖折射率基本原理如图1所示，在两媒质的分界面下方是折射率为n 1（=n ）的媒质（如玻璃），上方是折射率为n 2（=1）的空气。

在分界面下实际深度为t 1处有物点p 1，肉眼从上方向下看p 1的像p 2的“视深”t 2比物p 1的实际深度小。

根据折射率原理可证得，当接近垂直方向观察时，折射率n 和物的实际深度t 1、视深t 2之间的关系是： n=21t t （3）；证明如下：根据折射定律，有nsin i 1= sin i 2，设入射角为i 2的光线与玻璃砖表面相遇于M 点，另OM =x ，则t 1=1tani x ，t 2=2tani x ，于是 t 2=121t tani tani =11221t cosi sini cosi sini =11221ncosi i sin n -1t ，上式表明，有p 1发出的不同方向光线，折射后的延长线不再交于一点，但对于接近法线方向的光线（i ≈0），若忽略O （i 2）的高级小量，则sin 2≈0 ，cosi ≈1 ，于是我们有 n=21t t 因此证得上式（3）。

因此，只要测出物的实际深度 t 1和视深t 2，即可得此媒质的折n 。

2o MP 1（物点）图（1） p1实验操作方法，在标有黑色点记号的白纸上压一块玻璃砖，此“点”就代表物点p 1。

先调整显微镜的目镜，是从目镜中能清楚地看到清晰的“点”的像，且和叉丝的像无视差，记下读数，即显微镜筒的位置y 2；拿起玻璃砖，再调节显微镜的高低（注注意不要转动调焦螺丝），再次看到“点”的像，记下显微镜的位置y 1。

玻璃折射率及测量方法

玻璃折射率及测量方法课程论丈题目：对玻璃折射率测走方法的探究班级：2010级物理学本科班姓名：_________ _学号: ___________________指导老师: _______________对玻璃折射率测定方法的探究摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。

关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。

引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。

实验方法：(―)最小偏向角法：1.实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。

2.实验原理：(1)将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率力.测量原理见图1,光线a代表一束单色平行光, 以入射角Z投射到棱镜的曲面上，经棱镜两次折射后以X角从另一面射出来，成为光线仅经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线a和出射光线&延长线的夹角5来表示，&称为偏向角.由图1可知6 =(11—12)+(14—1$) =Il + l4 —此式表明，对于给定棱镜，其顶角A和折射率厂已定，则偏向角/随入射角N而变，5是久的函数(2)用微商计算可以证明，当1\ = 24或时，即入射光线£和出射光线方对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用久表sm -------- -示.此时，有N=〃2, G4+心/2,故” =-------- o用分光计测出棱镜・ Asm —2的顶角4和最小偏向角久，由上式可求得棱镜的折射率力.3.实验内容：3.1棱镜角的测定置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。

在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数岭,％飞，匕，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A的两倍。

3.2最小偏向角的测定(1)将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。

测量固体和液体的折射率

实验报告实验名称：测量固体和液体折射率实验时间：2015年12月4日班级：xx x 学生姓名：x x x 同组人：xx x 实验目的：1、学会使用读数显微镜测量固体和液体的折射率。

2、学会使用全反射法测量液体的折射率。

3、学会使用阿贝尔折射仪测量液体和固体的折射率。

实验仪器：读数显微镜、待测折射率玻璃板、涂有红漆的玻璃片、小烧杯、底部涂有红漆标记的玻璃培养皿、全反射法测量液体折射率仪、钠光灯望远镜、阿贝尔折射仪、温度计、银粉、酒精、溴代萘实验原理：sin i1≈tani1=PS3 S3S1A、用读数显微镜测量液体和固体的折射率sin i2≈tani2=S2S3 S3S1S1发出的光经过空气和透明介质界面发生折射，在S2位置成像。

再由折射公式可得：n1n2=sin i2sin i1=S3S1S3S2将空气折射率n2=1带入可得：n1=S3S1S3S2S3S1为介质厚度；S3S2为像的高度。

B、全反射法测量液体的折射率如图n L表示液体的折射率，n A表示空气的折射率，n G表示玻璃折射率，当β足够大时，光线将在由玻璃射入空气时发生全反射。

由折射定律：n L sinα=n G sinβ=n A sin i=1所以n L=1sinα，只要测出正好达到全反射状态下的入射角即可计算出到液体的折射率。

左图便是用全反射法测量液体折射率的装置。

T为望远镜；S为盛待测液体的容器；P为中间有空气的玻璃系统，R为刻度盘。

调节仪器后，转动刻度盘，当望远镜视场中一半明亮一半昏暗时即达到全反射临界角。

C、阿贝尔折射仪测量液体和固体的折射率如图所示阿贝折射仪原理图：由折射定律：{n D sinα=n G sinβn G sinγ=n A sin i如图n D表示透明介质的折射率，n A表示空气的折射率，n G表示玻璃折射率。

由几何关系可得：A=γ+β,取空气折射n A=1，可得：n D=sin A√n G2−sin2i−cos A sin isinα，当n=90°时n D=sin A√n G2−sin2i−cos A sin i对应的出射角最小，即视场中的明暗分界线。

2022-2023高中物理--光--实验一--测定玻璃砖的折射率

测定玻璃砖的折射率一、知识点梳理1.实验目的(1)明确光通过玻璃时的入射角、折射角.(2)掌握测定玻璃折射率的方法.2. 实验原理如图所示abcd 为两面平行的玻璃砖，入射角为1θ，折射角为2θ，据21sin sin θθ=n 计算出玻璃的折射率. 3.实验器材白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖.4.实验步骤(1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上.(2)在白纸上画出一条直线'aa 作为界面(线)，过'aa 上的一点O 画出界面的法线'NN ，并画一条线段AO 作为入射光线.(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟'aa 对齐，画出玻璃砖的另一边'bb .(4)在直线AO 上竖直插上两枚大头针1P 、2P ，透过玻璃砖观察大头针1P 、2P 的像，调整视线方向直到2P 的像挡住1P 的像，再在观察者一侧竖直插上两枚大头针3P 、4P ，使3P 挡住1P 、2P 的像，4P 挡住3P 及1P 、2P 的像，记下3P 、4P 的位置.(5)移去大头针和玻璃砖，过3P 、4P 所在处作直线B O '与'bb 交于'O ，直线B O '就代表了沿AO 方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向.(6)连接'OO ，入射角1θ＝∠AON ，折射角2θ＝∠ON O '，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中.(7)用上述方法求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中.(8)算出不同入射角的比值21sin sin θθ，最后求出在几次实验中所测21sin sin θθ的平均值，即为玻璃砖的折射率.5.数据处理处理方式一：在找到入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，如图甲所示. 由于CO CC '1sin =θ，DO DD '2sin =θ，而DO CO =，所以折射率''21sin sin DDCC n ==θθ. 重复以上实验，求得各次折射率的计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值.处理方式二：根据折射定律可得21sin sin θθ=n ，因此有12sin 1sin θθn=. 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1sin θ值为横坐标、以2sin θ值为纵坐标，建立直角坐标系如图乙所示，描数据点，过数据点连线得到一条过原点的直线. 求解图线斜率，设斜率为k ，则n k 1=，故玻璃砖折射率kn 1=. 6.注意事项(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些.(2)入射角1θ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)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线.(4)在实验过程中，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5cm 以上，若宽度太小，则测量误差较大.七、实验误差(1)入射光线和出射光线确定的不够精确，因此要求插大头针时两大头针间距应稍大.(2)入射角、折射角测量的不精确，为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱.例1．某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射、折射、出射光线后，以入射点O 为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度，如图所示，则下面四个表达式中，正确地表达折射率的关系式是（）A ．CD AB n =B ．EF AB n =C ．OC BO n =D ．CF BO n =例2．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1P 和2P ，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线，使2P 的像挡住1P 的像，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针3P 、4P ，使3P 挡住1P 、2P 的像，4P 挡住3P 和1P 、2P 的像．在纸上标出大头针位置的三棱镜如图所示：（1）在本题的图上作出所需的光路；（2）为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的是 ________________，在图上标出它们；（3）计算折射率的表达式是=n _________________.例3．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖平面垂直，如图所示，四个图中1P 、2P 、3P 、4P 是四个学生实验插针的结果.（1）如图所示的四个图中肯定把针插错了位置的是_______________.（2）这四个图中可以比较准确地测定折射率的是__________.（3）另有一名同学也用上述装置，将大头针1P 、2P 插好后，保持半圆玻璃砖直径与两针连线方向垂直，平移玻璃砖，直到在另一侧恰好无法看到两大头针的像，为了测出折射率，除了玻璃砖的半径R 以外，还需要测量的物理量及符号是_________________，折射率=n ____________.例4．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：（1）张明同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面'aa 和'bb 后，不自觉地碰了玻璃砖使它向'aa 方向平移了少许，如图甲所示，则他测出的折射率值将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.（2）李扬同学在画界面时，不自觉地将两界面'aa 、'bb 间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率将__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.例5．(2019·天津卷)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).二、技巧总结，思维拓展1.测定折射率的几种常见方法(1)成像法原理：利用水面的反射成像和水的折射成像.方法：如图所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺（为了清楚图中稍画开了一点)，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P 看到直尺水下最低点的刻度B 的像'B (折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A 的像'A (反射成像)重合，读出AC 、BC 的长，量出烧杯内径d ，即可求出水的折射率2222d AC d BC n ++=(2)观察法原理：光的折射定律方法：取一圆筒，放在水平桌面上，如图所示.从点A 观察，调整视线恰好看到筒底边缘点B ,慢慢向筒中注入清水至满，仍从点A观察，能看到筒底的点C ,记录点C 位置，量出筒高h ，筒的内径d 及C 到筒另一边缘D 的距离l ,则水的折射率2222h d l h l d n ++=(3)视深法原理：利用视深公式n hh ='方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图所示.调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视深'h ,再测出水的实际深度h ,则水的折射率'h h n = (4)光路可逆法原理：根据光路可逆和折射定律方法：用如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中ABC 表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角α和β都是已知的，紧贴直角边AC 的是一块平面镜，将一束光SO 入射到棱镜的AB 面上，适当调整光线SO 的入射方向使AB 面出射的光线与入射光线SO 恰好重合，在这种情况下，仅需要测出一个物理量就可以算出该棱镜的折射率.从AC 面反射的光原路返回，由光路可逆，射到AC 面上的光一定垂直AC 面，则折射角等于α，只要能测出入射角或入射角的余角即可，所以只要测出SOB ∠或入射角i ,折射率αsin cos SOB n ∠=或αsin cos i n =. (5)全反射法原理：全反射现象方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图所示.在水面上观察，看到一圆的发光面，量出发光面直径D 及水深h ,则水的折射率D h D n 224+=(6)插针法原理：光的折射定律方法：插针法的作用是找出玻璃砖内的光路，其关键是确定入射点和出射点，而入射点和出射点是利用插针后确定的直线与界面相交而得到的，故实验的关键是插准大头针，画准玻璃砖边界线，而与所选玻璃砖两边平行与否无关.如用半圆形、圆形或三角形玻璃砖，均可测出其折射率，光路如图所示.例6．一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）.现要测定此玻璃的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(1P 、2P 、3P 、4P )、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，如图所示，.然后，在白纸上竖直插上两枚大头针1P 、2P (位置如图)，用1P 、2P 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3P 、4P ?________________________________ ___________________________________________________，试在题图中标出3P 、4P 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1θ与折射角2θ.简要写出作图步骤_____________________________________________ ______________________________________________________________________________.(3)写出用1θ、2θ表示的折射率公式为=n _________________.三、针对训练1．（多选）某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角1θ与折射角2θ，作出21sin sin θθ-图象，如图所示，下列判断中哪些是正确的？（）A ．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率约为1.5D ．玻璃临界角的正弦值为0.672．（多选）在做测定玻璃砖的折射率的实验时，下列关于实验要求的叙述正确的是（）A ．玻璃砖的宽度宜大些B ．大头针应垂直地插在纸面上C ．每边的两个大头针的距离近些容易观察D ．在插4P 时，只要挡住3P 的光线就行，与1P 、2P 无关3．（多选）如图所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中以下说法正确的是（）A ．1P 、2P 及3P 、4P 之间的距离适当大些，可以提高准确度B ．1P 、2P 及3P 、4P 之间的距离取得小些，可以提高准确度C ．入射角i 适当大些，可以提高准确度D ．1P 、2P 之间的距离，入射角的大小均与实验的准确度无关4．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．（1）此玻璃的折射率计算式为=n ________(用图中的1θ、2θ表示)．（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________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．5．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：①将记录光路的白纸铺放在平板上；②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③用铅笔环绕玻璃砖画出边界'aa 和'bb ；④在'aa 上选择一点O ,作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i 分别为0°、30°、45°的入射光线；⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r ；⑥按公式分别计算r i sin sin ，取三个值的算术平均值. 以上步骤中有错误或不妥之处的是：______________________________________________. 应改正为：____________________________________________________________________.6．如图所示，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大头针1P 、2P 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3P ，使3P 挡住1P 、2P 的像，连接3OP ，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1l ，AO 的长度为2l ，CD 的长度为3l ，DO 的长度为4l ，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3P 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”）.7．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 作为入射光线．②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟'aa 对齐．③在线段AO 上竖直地插上两枚大头针1P 、2P ，透过玻璃砖观察大头针1P 、2P 的像．调整视线方向，直到1P 的像被2P 挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针3P 、4P ，使P3挡住1P 、2P 的像，P4挡住1P 、2P 的像和3P ，记下3P 、4P 的位置．④移去大头针和玻璃砖，连接3P 、4P 作为折射光线，测量出入射角1θ与折射角2θ，填入表格中．上述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是_________________________________________________________________________________________(2)实验中测出了多组入射角1θ与折射角2θ，并作出了21sin sin θθ-图象如图所示．则下列说法正确的________．A ．实验时，光线是由空气射入玻璃B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率为1.58．某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针1P 、2P 与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察1P 、2P 的像，且2P 的像挡住1P 的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只需测量出_______，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你测量的量表示出折射率=n _____.9．如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触，在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a 、b 、c 的位置相同，且插在c 位置的针正好挡住插在a 、b 位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d 、e 两点，如图乙所示，计算折射率时，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值较小，用________(填“d ”或“e ”)点得到的值误差较小.10．如图所示某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O ，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃一侧竖直插两枚大头针1P 和2P ，再在另一侧先后插两枚大头针3P 和4P ，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针4P 和3P 与2P 和1P 的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上的图中画出：(1)沿1P 和2P 连线方向的入射光线通过圆柱形玻璃后的传播方向；(2)光线在玻璃内的传播方向；(3)在光线的入射点作法线，标出入射角1θ和折射角2θ；(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算).11．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1P 、2P ，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使1P 的像被2P 的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针3P 和4P ，使3P 挡住1P 和2P 的像，4P 挡住3P 以及1P 和2P 的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示(O 为两圆弧圆心，图中已画出经过1P 、2P 点的入射光线).(1)在图上补画出所需的光路；(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角1θ和折射角2θ，请在图中的AB 分界面上画出这两个角；(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率=n ________.12．（1）在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其他透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的．如左图所示的情景，与实际观察到的情况相符的是________（其中O 为圆心）．（2）用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝，可测液体折射率．实验步骤是：①如右图所示，用刻度尺测量找出直径AB ，并把刻度尺在刻度线的边缘与AB 重合后固定并测出半径R ．②将一根细铁丝竖直固定于B 处，用三角板找出过圆心O 的垂直AB 的直线，交杯缘于C ，把一根细铁丝竖直固定于C 点．③__________________________________________________________________________； ④__________________________________________________________________________； ⑤__________________________________________________________________________. 完成上面的实验步骤，填在相应横线上．（3）利用上面的测量值，推算出折射率n 的表达式（要有推算过程）．答案例题例1.B 解析：设圆的半径为1，由几何知识，入射角的正弦：AO AB AOB i =∠=sin sin 折射角的正弦：EO EF EOF r =∠=sin sin ，根据折射定律r i n sin sin =，得：EF AB n =例2.解析：（1）大头针1P 、2P 的连线表示入射光线，3P 、4P 的连线表示出射光线，分别作出入射光线和出射光线，连接入射点和出射点，画出玻璃砖内部光路，画出光路图如图．（2）、（3）如图，光线在棱镜左侧面上折射时入射角为1θ，折射角为2θ，根据折射定律得到折射率21sin sin θθ=n ，故需要测量入射角1θ、折射角2θ,计算折射率的公式为21sin sin θθ=n .例3.解析：（1）四位学生的实验可能光路图如右图所示，A 、图A 中可见在圆弧界面入射光线不与法线重合，若有出射光线定会偏折，而图中1P 、2P 、3P 、4P 四个插针排列在一条直线，故肯定是插错了位置；B 、图B 中在圆弧界面入射光线与法线重合，出射光线不会偏折，四个插针排列在一条直线，故肯定是正确的插针位置；CD 、图C 、D 中，入射光线均不与法线重合，若有出射光线定会远离法线偏折，从图中可见插针位置是可能是正确的，综上所述，肯定把针插错了位置的是图A ，故选A.（2）由（1）分析及图可知，A 图把针位置插错了，故不可采用；B 图入射角为零，光线不偏折，无法测量折射率；D 图的入射角太大，接近临界角，出射光线弱，不易观察，实验误差大，故不采用；C 图入射角适中，符合实验要求，故图C 可以比较准确地测定折射率，故选C.（3）根据题意，此时刚好在圆弧界面上发生全反射，光路图如下图所示，入射角恰好等于全发射临界角C ，由nC 1sin =，根据几何知识，只需测量入射光在平面界面上的入射点A 到O 点的距离s ，则有R s C =sin ，折射率sR C n ==sin 1.例4.（1）如甲图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律r i n sin sin =得知，测得的折射率将不变. （2）如乙图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由r i n sin sin =得，折射率测量值偏小.例5. (1)AD (2)D (3)AC BD解析： (2)由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，B 、C 错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A 错误，D 正确； (3)由折射定律可知=n sin ∠AOC sin ∠BOD＝ACAO BD BO＝AC BD .例6.解析：(1)在'bb 一侧观察1P 、2P (经'bb 折射、'aa 反射，再经'bb 折射)的像，在适当的位置插上3P ，使得3P 与1P 、2P 的像在一条直线上，即让3P 挡住1P 、2P 的像；再插上4P ，让它挡住2P (或1P )的像和3P ，3P 、4P 的位置如图所示.(2) ①过1P 、2P 作直线与'bb 交于O ，②过3P 、4P 作直线与'bb 交于'O ③利用刻度尺找到'OO 的中点M ; ④过O 点作'bb 的垂线CD ，过M 点作'bb 的垂线与'aa 相交于N ，如图所示，连接ON ; ⑤11θ=∠OD P ,2θ=∠CON(3)由折射率的定义可得21sin sin θθ=n .针对训练1.ACD2.AB3.AC4.解析：(1)光线由空气射入玻璃的入射角1o 90θ-=i ，折射角2o 90θ-=r ，由折射率的定义可得：21cos cos sin sin θθ==r i n . (2)根据平行玻璃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．5. ③④⑤； ③中应使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上.6.（1）1l 和3l ；31l l （2）偏大7. 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3P 、4P 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1θ小于折射角2θ，因此，光线应该是由玻璃射入空气；则玻璃折射率5.130.045.0sin sin 12===θθn ，所以选项C 正确．8. 玻璃砖转动时，射在其直径所在平面内的光线的入射角增大，当增大到等于临界角C 时，发生全反射现象．因sinC ＝1n，可见只要测出临界角即可求得折射率n ，而C 和玻璃砖直径绕O 点转过的角度θ相等，因此只要测出玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ即可．9. 进行实验时，应保持玻璃砖的光学面清洁，不能用手直接触摸光学面；计算玻璃的折射率时，需将c 点与d 点或e 点连接，即为出射光线，连接d 点时，入射光ab 的折射角较大，计算出的折射率较小，因为玻璃砖的两光学面平行，出射光与入射光应该平行，根据图中d 、e 两点的位置，用e 点时出射光与入射光更接近于平行，误差较小.10.解析：过1P 、2P 作直线交圆周于1O 点，过点1O 作法线O O 1；过3P 、4P 作直线为出射光线，交圆周于2O 点；过O O 2作直线为法线，连接21O O 为入射光线在玻璃内的折射光线，量出入射角1θ和折射角2θ，由公式2112sin sin θθ=n 可求出折射率，如图所示.11.解析 (1)连接3P 、4P 与CD 交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，又由于1P 、2P 的连线与AB 的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两点即可作出玻璃砖中的光线，如图所示；(2)连接O 点与光线在AB 上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中1θ、2θ所示；(3)图像的斜率n k ==21sin sin θθ，由题图乙可知斜率为1.5，即玻璃的折射率为1.5.12.解析：（1）以B 图为例，作出铁丝上S 点发出的两条光线，经过液面折射的光路，如图，将两条折射光线反向延长，交于'S ，'S 就是人观看到的铁丝上S 点的虚像，依此类推，B 图是人向左看到的水中“铁丝”，同理，C 图是看到的实际情况．故BC 正确，AD 错误．（2、3）该实验的步骤为：①用刻度尺测量找出圆杯直径AB ，并把刻度尺有刻度线的边缘与AB 重合后固定并测出直径R （如图）②将一根细铁丝竖直固定于B 处，用三角板找出过圆心O 的垂直于AB 的直线、交杯缘于C ，把一根细线铁丝竖直固定于C 点；③把另一根铁丝紧靠直尺AB 边移动，使其折射像'P 与C 处、B 处的铁丝三者重合．画出光路图如图所示．由几何关系知，22sin ==BC OB r 22)(sin PB R R PBR PC OP i -+-==，根据折射定律得：)(2)(2sin sin 22PB R PB R R i r n --+==所以测出铁丝距离B 点的距离．则④为测出铁丝距B 的距离．⑤求出折射率.。