2018年学习测定玻璃的折射率教材课件PPT

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实验测定玻璃的折射率-最全资料PPT

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针间距应大一些。
2.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的
相对误差。
热点一 实验步骤的考查
【例1】在用插针法做“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,
图3.4-5-2
(1)在本题的图上画出所需要测量的量是_入__射__角__θ_1__、
_折__射__角__θ_2__,在图上标出它们。 (3)计算折射率的公式是n=_s_i_n_θ_1/__s_i_n_θ_2____。
四、实验步骤
1.用图钉将白纸固定在方木板上。 2.在白纸上画直线aa′作为玻璃砖的一个界面,过aa′上的一点O画界面aa′的法 线NN′,再画直线AO作为入射光线。 3.把梯形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,画出玻璃砖的另外一边 bb′。 4.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的 像。移动视线的方向,直到P1的像被P2的像挡住。 5.再在观察者的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3、 P2和P1的像。 6.记下P3、P4的位置,移去玻璃砖和大头针。 7.过P3、P4引一直线EB与bb′交于O′,O′B就表示沿AO方向入射的光线通过玻 璃砖后的传播方向。
10.算出不同入射角时sinθ1/sinθ2的比值。比较一下,看它们是否接近于一个 常数,求出几次测得的sinθ1/sinθ2的平均值,作为测量结果。
五、注意事项
1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间,P2与O点之间, P3与P4之间,P3与O′之间距离要稍大一些。 针示帽,是 连否接在P1一、条P2直32点..线入在作上直射操。线角作交Aθ时C1应,适手当不大能一触些摸,玻以璃减砖小的测光量洁角光度学的面误,差更,不但能入把射玻角璃也砖不界宜面太当大尺。 ⑥按公式分子别画计算界si线nθ1。/sinθ2,取三个值的平均值。 过示入热P,射点3连 点 一、接OP应4P实引1尽验、一量步P直靠24骤点线.近的在E作玻考B直实璃与查线砖b验b交a′交aA过′于的C O左程′,端中O,′B使,就之表玻在示玻璃沿璃A砖砖O的方与b向b白入′侧射纸能的够的光找线相到通与对过AO玻位入璃置射砖光后不线的能对传应播改的方出变向射。。光线。 在画直出线 入A射O角上θ竖分直别5插为.玻上0°两璃、枚3砖大0°头应、针选4P51°、用的P宽入2,射度透光过较线玻;大璃砖的观,察大宜头在针P51c、mP2以的像上。。若宽度太小,则测量误差较大。 根 连(用2)据接图为光P钉了3的 将测、折 白出P4射 纸玻点定 固璃作律 定6棱直.在n由镜线=方的s于木i折nθ板实射1/上率s验in。,θ2中需,要就测测可出量以的求的量出是入玻_璃射__的_角_折__射和_率__折。、射角是一一对应的,每次实验应将各针孔 如根图据3光. 的折重射新定律编n号=s或inθ1重/sin画θ2一,就幅可图以求,出玻以璃免的折相射混率。。 ⑥五(3)按、计公 注算式意折分事射别项率计的算7公.s入式in是θ射1n/s=点in_θ_2O_,_应_取_三_尽_个__量值__的靠__平_近均。值玻。璃砖aa′的左端,使之在玻璃砖的bb′侧能够找到与 ⑥__按__公__式__分A__别O_计入__算_射_s_in_光θ_1_/_线s_in_θ对_2_,_应_取__三的__个_出值__的射__平_光_均__值线_。__。_________________ 记sin下θ1P/3、sinPθ42的位六置,、移误去玻差璃分砖和析大头针。 在直线AO上竖直1插.入上两射枚光大头线针、P1、出P射2,光透过线玻的璃砖确观定察大造头成针P误1、差P2,的像故。入射侧、出射侧所插两枚大头

实验14 测定玻璃的折射率 (共21张PPT)

实验14 测定玻璃的折射率 (共21张PPT)

【答案】 (1) 3 (2)P4 处对应的折射率的值大 (3)1
实验集训| 研测考向 1.(2015· 北京高考)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖, aa′和 bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图实143 所示.在玻璃砖的一侧 插上两枚大头针 P1 和 P2,用“×”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃 砖观察,并依次插上大头针 P3 和 P4.在插 P3 和 P4 时,应使________(选填选项前 的字母).
【答案】 光学 d e
【答案】 (1)如图所示 (2)1.53(说明:±0Байду номын сангаас03 范围内都可) (3)A
考点二 实验创新 [例 2] 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,如图实142 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:
sin θ1 【解析】 (1)根据折射定律 n= ,题中 θ1=60°,θ2=∠AOF=30 sin θ2 sin 60° °,所以 n= = 3. sin 30° (2)题图中 P4 对应的角大于 P3 所对应的角,所以 P4 对应的折射率的值大. (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 的值应为 1.

测定玻璃的折射率插针法课件

测定玻璃的折射率插针法课件
斜导致测量误差。
数据记录
实验过程中需要准确记 录每个插针的折射角, 以便后续数据处理和计
算。
04 数据处理与分析
数据记录
实验数据
记录实验过程中测得的所 有数据,包括插针法测得 的折射率、观察到的折射 现象等。
实验环境参数
记录实验时的温度、湿度 、气压等环境参数,以便 对实验结果进行校正。
实验操作步骤
可使用白色或黑色屏幕,以便更好地 观察折射光线的变化。
测量工具
量角器
用于测量折射角。
直尺
用于测量插针在玻璃砖表面上的投影长度。
望远镜或放大镜
用于更精确地观察插针和折射光线。
03 实验操作与注意事项
实验操作流程
调整光源角度
使光线垂直照射在玻璃板上, 确保光线与玻璃表面完全接触 。
观察折射现象
观察插针在光源照射下的折射 现象,并记录折射角。
准备实验器材
包括玻璃板、插针、光源、屏 幕、测量尺等。
插针操作
将插针插入玻璃板中,确保插 针与玻璃表面平行,并固定好 位置。
数据处理
根据折射角计算玻璃折射率。
实验操作要点
确保插针与玻璃表面平行
这是保证实验准确性的关键,可以使用测量 尺等工具辅助调整。
观察折射现象
需要仔细观察插针在光源照射下的折射现象 ,并准确记录折射角。
射率。
步骤四
重复实验多次,求取平均值, 得到更精确的结果。
02 实验器材与材料
玻璃砖
选取透明度高的玻璃 砖,确保光线能够顺 利透过。
确保玻璃砖的表面光 滑、平整,以减小误 差。
玻璃砖应具有足够的 尺寸,以便于插针和 测量。
插针
选择足够硬且不易变形的金属 针作为插针。
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解析:这是一道利用光的折射知识进行介质玻璃折 射率测量的实验题. 某同学在 y<0 的区域内,不管眼睛放在何处,都无 法透过玻璃砖看到 P1 、 P2 的像,只能说明光在从玻璃 向空气传播时因入射角过大而发生了全反射,采取的 措施是另画一条更靠近 y 轴正方向的直线 OA ,把大头 针P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域 内透过玻璃砖能看到 P1 、 P2 的像.若该同学透过玻璃 砖已看到了 P1 、 P2 的像,确定 P3 位置的方法是插上大 头针P3,使P3刚好能挡住P1、P2的像. 若该同学已正确地测得了 a、 b的值,由光的折射定律 sinb 知,玻璃的折射率n= . sina
• 用插针法测折射率的方法 • 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,在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓. O′,入射角θ1=∠AON,折射角 θ2=∠O′ON′.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 sin 1 . • (7)算出不同入射角时 sin 2 的值,比 较一下,看它们是否接近一个常数,
• 求出几次测得的 得的玻璃的折射率.
图12-4-2 • (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= .

(1)如下图所示,连接P1、P2交AB于 O点,连接P3、P4交AC于O′点,连接OO′, 过O点作AB面的法线MN,延长OO′到G 点,使OG=OE,过E点作法线MN的垂线 交MN于F点,过G点作法线MN的垂线交 MN于H点.
sin 1 sin 2 的平均值,作为测
• 5.注意事项 • (1)实验时,应将大头针竖直插在纸上,且 P1和P2之间、P2与O之间、P3与P4之间、 P3与O′之间距离要稍大一些. • (2)入射角θ1应适当大一些,以减小测量角 度的误差.但不宜太大,也不宜太小,θ1应 在30°到60°之间为宜.
第十二章
光 学 相对论简介
实验:测定玻璃的折射率
• 1.实验目的 • (1)会用插针法测定玻璃的折射率. • (2)掌握光发生折射时,入射角和折射 角的确定方法.
• •
2.实验原理 如图12-4-1所示, 用插针法找出入射光 线AO对应的出射光 线O′B,确定出射点 O′,画出折射光线 OO′,然后测量出入 射角θ1和折射角θ2,
• (4)在直线AO上竖直插入两枚大头针P1、 P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像, 调整视线方向,直到P2挡住P1的像.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P3及P1、 P2的像,记下P3、P4的位置. • (5)移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所 在处作直线O′B与bb′交于O′,直线O′B 就代表了沿AO方向入射的光线通过玻 璃砖后的传播方向.
• 根据 sin 1 计算 n 玻璃的折射率 sin 2 .
图12-4-1
• 3.实验器材 • 白纸、图钉、大头针、直尺、三角板、铅 笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖. • 4.实验步骤 • (1)将白纸用图钉固定在平木板上.
• (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′.
• (3)在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁 光学面,更不能用玻璃砖界面代替直尺 画界线. • (4)在实验过程中,玻璃砖与白纸的位置 都不能改变. • (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.
• 6.误差分析主要误差有两个: • (1)入射光线和出射光线确定得不够精确, 因此要求插大头针时两大头针间距应较大. • (2)入射角、折射角测量得不精确,为减小 测量角度时的相对误差,入射角要稍大些, 但不宜太大,否则光线会从玻璃砖的侧面 射出,并且入射角太大时,反射光较强, 折射光会相对较弱.
• 变式训练1:如图12-4-3所示,画有直角坐 标系xOy的白纸位于水平桌面上,M是放在 白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在 坐标的原点,下边直径与x轴重合,OA是画 在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线 OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上 的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向 的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角, 只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正 确,测得角α和β,便可求得玻璃的折射率.
• (2)量出线段EF和GH EF 的长. sin1 OE • (3)由折射定律 n
sin 2 GH OG
EF • 因为作图时量得OG =OE,所以玻璃的折射 GH
率为n=
.
点评
• 测定玻璃的折射率时,所给的玻璃砖 不一定是平行的,也可能是三角形的、圆 形的等等,测量方法没有改变,但思维有 了迁移.本题也可以通过直接测量入射角θ1 和折射角θ2来计算玻璃的折射率.
• 测折射率的其他方法 • 用如图12-4-4所示的装置可以测定玻璃的 折射率.在光具盘上固定一块半圆柱形玻璃 砖,使玻璃砖与圆盘的圆心重合.让激光束 从玻璃砖圆弧面一侧射入,光束垂直玻璃 砖底面并通过圆心O,保持入射光束方向 不变,以圆心为轴逆时针方向缓慢转动光 具盘,同时发现有两束光在光具盘上移动, 当光具盘转过θ=30°角时,发现其中一束 光恰好消失,求新型玻璃砖的折射率n.
图12-4-3
• 某学生利用上述方法测量玻璃的折射 率时,在他画出的直线OA上竖直插 上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的 区域内,不管眼睛放在何处,都无法 透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应该 采取的措施是 .若他已透 过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3 位置的方法是 .若他已正确地测 得了α、β的值,则玻璃的折射率 n= .
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