步步高高考物理一轮复习配套课件第十二章 实验十四 测定玻璃的折射率

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解析
(1)据题意可知入射角为 90° －θ1，折射角为 90° －θ2，则玻
sin 90° －θ1 cos θ1 璃的折射率为 n＝ ＝ . cos θ sin 90° －θ2 2
(2)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．
基础回放
2．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另一边 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，且玻璃砖每两枚大头针 P1 与 P2 间、P3 与 P4 间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成 的误差． (4)实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过 大，否则在 bb′一侧将看不到 P1、P2 的像．
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3．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 点的法线 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． (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 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．
基础回放 规律方法总结
1．实验数据处理 (1)计算法：用量角器测量入射角 θ1 和折射角 θ2，并查出其正 sin θ1 弦值 sin θ1 和 sin θ2.算出不同入射角时的 ，并取平均值． sin θ2 (2)作 sin θ1－sin θ2 图象：改变不同的入射角 θ1，测出不同的 sin θ1 折射角 θ2，作 sin θ1－sin θ2 图象，由 n＝ 可知图象应为 sin θ2 直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率．
课堂探究 考点一 对实验操作的考查
【例 1】 (2012· 江苏·12B（2）)“测定玻璃的折射率”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 __________．图 1 是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线 a、 a′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n θ1、sin θ2，计算折射率 n. 以入射点 O 为圆心，以一定的长度 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′.如实验原理图丙所示，sin θ1 E′H′ EH sin θ1 EH ＝ OE ，sin θ2＝ ，OE＝OE′＝R，则 n＝ ＝ . sin θ OE′ E′H′ 2 只要用刻度尺量出 EH、E′H′的长度就可以求出 n.
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(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 θ1 和折射角 θ2， 并查出其正弦值 sin θ1 和 sin θ2. sin θ1 (8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的 ，并取平均值． sin θ2
第十二章
机械振动与机械波
电磁波与相对论
光
实验十四
测定玻璃的折射率
基础回放
基础回放
基本实验要求
1．实验原理 如实验原理图甲所示，当光线 AO1 以一定的入射角 θ1 穿过两 面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 AO1 对应的 出射光线 O2B，从而求出折射光线 O1O2 和折射角 θ2，再根据 sin θ1 PN n＝ 或 n＝ 算出玻璃的折射率． sin θ2 QN′ 2．实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．
答案 挡住 C 及 A、B 的像 1.8(1.6～1.9 都算对)
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考点二
【例 2】
对数据处理与误差分析的考查
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 2 所示．
图2
(1)此玻璃的折射率计算式为 n＝________(用图中的 θ1、 θ2 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．
图1
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解析 确定出射光线时应使 D 挡住 C 和 A、B 的像，作图如图所
示，以 O 为圆心，OO′为半径作圆交 AB 于 E 点，过 E 作 a 的 sin i EF 平行线交法线于 F，根据 n＝ 得 n＝ ，测量 EF 和 O′P sin r O′P 长度得 n＝1.8(1.6～1.9 均正确，方法亦有多种)．
－θ1 cos θ1 sin 90° 答案 (1)cos θ 或 (2)大 sin 90° － θ 2 2
课堂探究 创新实验设计
【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 3 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：