实验探究：测定玻璃的折射率
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。
测定玻璃的折射率
测定玻璃的折射率测试要点：1、实验目的：测定玻璃的折射率。
2、实验原理：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率n=。
3、实验器材：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。
4、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'，如图所示。
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个长边bb'。
④在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1和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与P2的像。
⑦记下P3和P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3和P4引直线O'B与bb'交于O'点，连接O与O'，OO'就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i=∠AON，折射角r=∠O'ON'。
⑧用量角器量出入射角i和折射角r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用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里。
⑾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。
5、重要注意事项：①玻璃砖要厚。
②入射角应在30°到60°之间。
③大头针的间距应较大些。
④玻璃砖的折射面要画准。
⑤大头针要插得竖直。
6、误差及分析；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。
玻璃折射率的测定
一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率【实验目的】1．进一步熟悉分光计调节方法；2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。
【实验仪器】JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。
【实验原理】一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。
入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。
可以证明，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。
由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当'i i =时，由折射定律有'r r =，得)(2min r i -=δ(5.11.1)又因A A G r r r =-π-π=-π==+)(2'所以 =r 2A(5.11.2)由式（5.11.1）和式（5.11.2）得2minδ+=A i 由折射定律有2sin2sinsin sin minA A rin δ+==(5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。
图5.11.2 测最小偏向角示意图①②图5.11.1【实验内容】1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9） 2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角如图5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。
当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。
此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动状态，如果向右移动，偏向角δ变小。
再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。
高中物理课件实验十四测定玻璃的折射率
通过实验测定玻璃的折射率，加深对光学原理的理解。了解实验目的、原理、 步骤、器材、数据处理、结果和结论。
实验目的
1 测定玻璃的折射率
通过实验测定玻璃在不同折射角下的折射光 线，得出玻璃的折射率。
2 加深光学原理的理解
通过实际操作和观察，加深对光的折射现象 和折射率计算方法的理解。
实验器材证实验的准确性。
顶置直角棱镜
用于反射和折射光线，实现测量和观察。
半透明平行玻璃板
用于放置在顶置直角棱镜上方，实现光线折射。
刻度尺、直角尺、纸条
用于测量和记录光线入射和折射的角度。
实验数据记录与处理
记录不同入射角度和折射角度的数值，并根据斯涅尔定律和折射率的定义计 算玻璃的折射率。
实验原理
1 斯涅尔定律
2 折射率的定义
根据斯涅尔定律，光线在光疏介质和光密介 质交界面上的折射定律，即n1sinθ1=n2sinθ2。
折射率(n)等于光在真空中的速度(v0)与光在介 质中的速度(v)之比，即n=v0/v。
实验步骤
1. 准备实验器材：单色光源、顶置直角棱镜、半透明平行玻璃板、刻度尺、直角尺、纸条。 2. 以顶置直角棱镜为基准，将半透明平行玻璃板放在上方，固定好。 3. 将纸条固定在半透明平行玻璃板下方。 4. 打开单色光源，通过顶置直角棱镜照射光线在半透明平行玻璃板上。 5. 观察纸条上的光线折射现象。 6. 测量不同入射角度和折射角度。
实验结果与讨论
1 得到不同入射角度和折射角度的实
验数据
根据实验数据，计算得到玻璃的折射率。
2 讨论实验误差和结果可靠性
分析实验过程中的误差来源，并讨论结果的 可靠性和准确性。
4-1-2 实验：测定玻璃的折射率 课件-高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
两光学面的间距稍微大些，其他操作正确
上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影
AB
响的是__________(填写选项前的字母)。
(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如
B
图所示(①②③是三条直线)。在以后的操作说法中你认为正确的是__________。
的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、
P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P2、P1的像，记下P3、P4位置；
（5）移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线DC与a′交于O′（作为
实际出射点），直线O′D代表沿AO方向的入射光通过玻璃砖后的传播方向；
（6）连接OO′，入射角1=∠AON ，折射角2＝ ∠N′OO′，用量角器量
射角θ2作出sinθ1-sinθ2图像，如图所示，则下列判断正确的是（ AC ）
A．他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象
B．玻璃的折射率为0.67
C．玻璃的折射率为1.5
D．他做实验时，研究的是光从玻璃射入空气的折射现象
【例2】某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,实验后留下的
痕迹如图所示,设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长
A．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在③线上
B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在①线上
C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，这可能是光在
bb′侧面发生全反射
谢谢 再见！
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。
高中物理实验大全-测定玻璃折射率
测定玻璃折射率✧ 实验目的测定玻璃的折射率✧ 实验原理用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率sin sin i n r= ✧ 实验器材玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。
✧ 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 '，如图所示。
3. 把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个边跟aa '对齐，然后画出玻璃砖的另一个边界bb '。
4.在AO 线段上竖直插上两枚大头针1P 和2P 。
5. 在玻璃砖的bb '一侧竖直插上一个大头针3P ，用一只眼睛透过玻璃砖观察，使大头针3P 能同时挡住大头针1P 和2P 的像。
6. 接着还是在玻璃砖bb '一侧竖直插上大头针4P ，使大头针4P 能挡住大头针3P 和大头针1P 和2P 的像。
7. 移去玻璃砖和大头针，过3P 和4P 作直线与bb '交于O '点，OO '就是玻璃砖内折射光线的方向，i 为入射角，r 为折射角，用量角器量出入射角和折射角的度数。
8. 改变入射角i ，重复以上实验。
算出不同入射角时sin sin i r 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sin sin i r的平均值，这就是玻璃砖的折射率。
✧注意事项⑴玻璃砖要厚。
⑵入射角应在30°到60°之间。
⑶大头针的间距应较大些。
⑷玻璃砖的折射面要画准。
⑸大头针要插得竖直。
✧误差及分析⑴为了准确测量入射光线、出射光线，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。
⑵测量入射角与折射角时的误差，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。
实验：测定玻璃的折射率
实验：测定玻璃的折射率1．实验原理：用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，然后测量出角θ1和θ2，代入公式计算玻璃的折射率．2．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．3．实验过程：(1)铺白纸、画线．①如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线MN，并画一条线段AO作为入射光线．②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′.(2)插针与测量．①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，调整视线的方向，直到P1的像被P2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置．②移去玻璃砖，连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM，折射角θ2＝∠O′ON.③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中．④改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据．4．数据处理：计算每次的折射率n，求出平均值n.5．注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．(2)大头针要插得竖直，且间隔要大些．(3)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．1．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P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，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，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示．(1)在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__________________．解析：(1)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 ′，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)根据折射率的定义可知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 . 答案：(1)见解析 (2)θ1和θ2(或线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度) (3)n ＝sin θ1sin θ2⎝⎛⎭⎫或n ＝EF ·OG OE ·GH 2．在“测定玻璃的折射率”的实验中，某同学经正确的操作，插好了4枚大头针P 1、P 2和P 3、P 4，如图所示．(1)在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角θ1和折射角θ2.(2)对你画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率n ＝________(结果保留2位有效数字)．解析：(1)过P 1、P 2作直线与玻璃砖长表面交于O 点，过O 点作长表面的垂线EF ，即为过O 点的法线；过P 3、P 4作直线与玻璃砖短表面交于O ′点，过O ′点作短表面的垂线MN ，即为过O ′点的法线；连接O 、O ′两点；从P 1到P 4在三段线段上依次标出方向．如图所示．(2)根据图可知sin θ1＝222＋22＝22 sin θ2＝112＋1.752＝465 根据折射率公式得n ＝sin θ1sin θ2＝22465＝1308＝1.4 答案：(1)见解析 (2)1.43．(2016·福建晋江联考)在“测定玻璃折射率”的实验中，如图所示为所插四枚大头针的位置，aa ′为事先确定好的玻璃砖的其中一平行边，bb ′为准确操作时应画出的玻璃砖的另一平行边．(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb ′移到图中虚线①位置，而在作光路图时aa ′不变，则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)；(2)若所使用的玻璃砖的bb ′边与aa ′不平行(如图虚线②所示)，其他操作无误，则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．解析：(1)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb ′移到图中虚线①位置，而在作光路图时aa ′不变，作出光路图如图所示，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏小，根据折射率公式n＝sin i sin r可知，所测得的折射率将偏大．(2)测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关．所以若所使用的玻璃砖的bb′边与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将不变．答案：(1)偏大(2)不变课时规范训练[基础巩固题组]1．(多选)已知介质对某单色光的临界角为θ，则()A．该介质对此单色光的折射率为1 sin θB．此单色光在该介质中传播速度为c sin θ(c为真空中光速) C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的1 sin θ解析：选ABC.介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n＝1sin θ，A正确；此单色光在介质中的传播速度v＝cn＝c sin θ，B正确；波长λ＝vf＝c sin θc/λ0＝λ0sin θ，C正确；光的频率是由光源决定的，与介质无关，D错误．2．如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()A．λa＜λb，n a＞n bB．λa＞λb，n a＜n bC．λa＜λb，n a＜n bD．λa＞λb，n a＞n b解析：选B.由题图可知，在入射角相同的情况下，光线a的偏折程度小于光线b的偏折程度，因此光线a的折射率小于光线b的折射率，故选项A、D错误；由于折射率越大频率越高，因此光线a的频率小于光线b的频率，由c＝λν可知光线a的波长大于光线b的波长，选项B正确．3．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i 和折射角r，作出sin i－sin r图象如图乙所示．则()。
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。
测定玻璃的折射率
透过玻璃砖看， 大头针挡住P 【解析】 (1)透过玻璃砖看，P3大头针挡住 1、 解析】 透过玻璃砖看 P2两枚大头针的像． 两枚大头针的像．
(2) sin∠EOD DE 6 ∠ n＝ ＝ ＝ ＝ ＝1.5 sin∠BOC CB 4 ∠
某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操 某同学用插针法测定玻璃砖的折射率， 作步骤正确无误， 作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个 光学面aa′与 不平行 如图所示， 不平行， ) 光学面 与bb′不平行，如图所示，则( A．AO与O′B两条直线平行 ． 与 两条直线平行 B．AO与O′B两条直线不平行 ． 与 两条直线不平行 C．他测出的折射率偏大 ． 变化4 变化 D．他测出的折射率不受影响 ．
三、实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四 量角器、三角板(或直尺 铅笔． 或直尺)、 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． ．用图钉把白纸固定在木板上． 2．在白纸上画一条直线 代表两种介质的 ．在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的 界面， 上的一点O画出界面的法线 界面，过aa′上的一点 画出界面的法线 上的一点 画出界面的法线NN′， ， 并画一条线段AO作为入射光线． 作为入射光线． 并画一条线段 作为入射光线 3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一 ．把长方形的玻璃砖放在白纸上， 个长边跟aa′对齐 对齐， 个长边跟 对齐，并画出玻璃砖的另一长边 bb′.
ACD
变化6： 变化 ：误操作的影响
在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中， 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′、 与玻璃砖位置的关系分 同学在纸上画出的界面 、bb′与玻璃砖位置的关系分 别如图甲、乙和丙所示，其中甲、 别如图甲、乙和丙所示，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． 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′、 为界面画光路图 为界面画光路图， 正确，且均以 、bb′为界面画光路图，则：三同学测 _？ 得的折射率与真实值相比 ？
实验：测定玻璃的折射率
分析实验中存在的问题和改进方法
存在的问题
在实验过程中，由于环境光线的影响，可能会出现误差；同时，测量角度时也可能存在 误差。
改进方法
为了减小误差，可以在实验过程中使用遮光板来减少环境光线的干扰；同时，采用更加 精确的测量工具来提高角度测量的准确性。
果。
调整实验装置，使光线正确地进入折射率计
调整光源与玻璃片的 相对位置，确保光线 能够垂直入射到玻璃 片上。
确保光屏的位置能够 接收到折射后的光线， 以便观察和记录。
调整折射率计的角度， 使入射光线和折射光 线分别对准标尺上的 刻度。
记录实验数据，并计算玻璃的折射率
观察并记录入射角和折射角的大小。 根据折射定律公式（n=sin i/sin r），计算玻璃的折射率n。
数据处理
为了更准确地分析实验结果，我们对 原始数据进行了平均处理，以减小测 量误差。
折射率计算结果与误差分析
折射率计算
根据斯涅尔定律，我们计算出了玻璃的折射率。
误差分析
通过对实验过程的分析，我们确定了折射率计算结果的误差范围，主要来源于测量角度和光速的误差 。
实验结果与理论值的比较分析
理论值比较
折射率的概念和计算公式
折射率
光在真空中的速度与光在介质中的速度之比，称为介质的折 射率。
计算公式
n=c/v，其中c为光在真空中的速度，v为光在介质中的速度。
折射率计的工作原理和使用方法
工作原理
折射率计利用光的折射现象来测量介质的折射率。当光线从空气射入玻璃时，其 折射角会发生变化，通过测量这个角度的变化，可以计算出玻璃的折射率。
使用方法
将待测玻璃放入折射率计的样品槽中，调整入射角，使光线射入玻璃并发生折射 。通过测量折射角的变化，可以计算出玻璃的折射率。
实验14 测量玻璃的折射率
(2)两光学表面平行的玻璃砖的入射光线与出射光线平行，在空气中的 入射角大于玻璃中的折射角，在题图中，根据玻璃砖界线及四个孔洞位置 分别作出光路图及法线，如图1所示分析可知实验操作正确的是D。
解析
(3)如图 2 所示，玻璃的折射率 n＝ssiinnri，又 sini＝ARC，sinr＝BRD，故 n ＝BADC。
解析
3.某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸 上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧 观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4， 使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针的位置 和三棱镜的轮廓如图所示。
[解析] (1)根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光 线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，则即使P1、P2的距离较大，通过玻 璃砖仍然可以看到P1、P2的像，A、D错误；为减小测量误差，入射角应适 当大一些，则P1、P2的连线与法线NN′的夹角应适量大些，B错误；为了 减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，C正确。
(2)甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系 分别如图乙中①、②所示，其中甲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′为界面画光路 图。则甲同学测得的折射率与真实值相比__偏__小____(填“偏大”“偏小”或 “不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比__不__变____(填“偏大”“偏 小”或“不变”)。
解析
(2)图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线 表示实际光线，可见测得的折射角偏大，则由折射定律可知，甲同学测得 的折射率与真实值相比将偏小；图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃 砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
2020年高考物理总复习：实验：测定玻璃的折射率
2．用双缝干涉测光的波长，实验装置如图甲所示．用 测量头来测量亮纹中心的距离．测量头由分划板、目镜(如图乙所示)，记下此时手轮 上的螺旋测微器读数，转动测量头，使分划板中心刻线 对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数．
【解析】(1)确定 P3 大头针的位置的方法是插上大 头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像．确定 P4 大头针的位置
的方法是插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像，
A、C 错误，B、D 正确．
(2)如图，光线在 aa′面的折射角为 α，折射角为 β，
则根据折射定律得：玻璃砖的折射率 n＝ssiinn
(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的 干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后， 在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增 加．以下改动可能实现这个效果的是__________．
A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
(4)光波波长很短，Δx、L 的测量对波长 λ 的影响 很大，L 用毫米刻度尺测量，Δx 利用测量头测量．可 测多条亮纹间距再求Δx，采用多次测量求 λ 的平均值 法，可减小误差．
考点1 ► 测定玻璃的折射率
例 1 如图所示，某同学利用方格坐标 纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA 是 画在纸上的直线，他在直线 OA 适当位 置先后竖直插上 P1、P2 两枚大头针， 如图所示放上玻璃砖(如粗黑线所示)， 然后插上 P3、P4 大头针．
(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__P_3、___P_4_．
测定玻璃的折射率
18. 如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线 的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两 个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，地 磁场方向与地面平行，由南指向北。图中摇“绳”同学是沿东西 站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边， 手握导线的B点。则下列说法正确的是 A．当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大 B．当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大 C．当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B D．在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高
14．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气 中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时，下 列情况不可能发生的是
O
O
O
O
A
B
C
D
14．一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A．波长一定变长 B．频率一定变小 C．传播速度一定变小 D．一定发生全反射现象 17．图1为一列简谐横波在t=0时的波形图，P是平衡位 置在x=1cm处的质元，Q是平衡位置在x=4cm处的质元。 图2为质元Q的振动图像。则 A．t=0.3s时，质元Q的加速度达到正向最大 B．波的传播速度为20m/s C．波的传播方向沿x轴负方向 D．t=0.7s时，质元P的运动方向沿y轴负方向
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5所示四个 图中P1、P2、P3、P4是四个学生实验插针的结果 1）在所示的四个图中肯定把针插错了位置的是 2）在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是
思考4：做“测定玻璃折射率”实验时 ⑴甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab 和cd后，不慎碰了玻璃砖，使它向ab方向平移 了一些，则他测出的折射率将_____； ⑵乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab、 cd间距比玻璃砖宽度大些，则他测出的折射率 将_____； ⑶丙同学所画的界面cd与实际的界面不重合， 则他测出的折射率将_____。
第6讲 实验：测定玻璃的折射率
解析：(1)此后正确的操作步骤是：插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像；插上大 头针 P4，使 P4 挡住 P1、P2 的像和 P3，B、D 正确。 (2)能够仅通过测量 ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，因为 n＝
ED
sin sin
θθ12＝OFGD＝EFDG。
OG
答案：(1)BD
(2)丙
ED FG
创新角度(二) 实验方法的创新 2.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 P1、P2 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 P1、P2 的像， 且 P2 的像挡住 P1 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＝________。
第 6 讲 实验：测定玻璃的折射率
一、实验目的
1．测定玻璃的折射率。
2．掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。
二、实验原理
如图所示，当光线 AO 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 AO 对应的出射光线
O′B，从而得出折射光线
OO′和折射角
θ2，再根据
n＝ssiinn
(1)此后正确的操作步骤是________。 A．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P2 的像 B．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像 C．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 的像 D．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P1、P2 的像和 P3
测定玻璃的折射率实验
测定玻璃的折射率实验方案一，读数显微镜法测定玻璃折射率测量原理：测量原理如图2所示：当从观察点观察透明玻璃下面的物P时，实际观察到的是物P的像P1，设t。
为物P经玻璃折射出射线与玻璃法线的夹角，t1为物P光在玻璃中到达观察点与玻璃法线的夹角，D为玻璃的厚度，a为垂直于玻璃且通过物P的直线到观察点的距离，n为玻璃的折射率，n。
为空气折时率，根据折射律关系有:(1)由图2关系得:将sint o和sint l的表达式代入式(1)得：当a趋于零时，也就是观察者从玻璃上方垂直观察物P时，则有关系式:(2)用读数显微镜测透明物质折射率时，调整光学系统到物屏的距离，使从目镜中清晰观察到物屏的图像时，记录光学系统所在的位置X。
；把待测一定厚度D的透明玻璃放在物屏与物镜之间，再次调整光学系统的位置，使得物屏的物光通过待测透明玻璃以及物镜，从目镜中再次清晰观察到物屏的图像，记录此时光学系统所在的位置X1。
被测物质的厚度D可以通过游标卡尺测量出来。
在正常温度和气压下，空气折射率‰为1．0002926，根据式(2)被测物质的折射率n为：实验仪器选择：KF—JCD3读数显微镜、长物距物镜，长方形平板玻璃样品等。
实验步骤：1 测玻璃厚度用游标卡尺测量玻璃厚度，重复测量6次，记入表格。
2 测有待测样品和没有待测样品时的物镜位置差在载物台上放置一个物屏，用钠光灯照亮物屏，转动读数显微镜的澜焦轮、螺旋测微调节轮以及平面反射镜，使得在转动螺旋测微调节轮时，所观察到物屏的像不会移动位置；把待测透明玻璃坚放在载物台上，且处于平面反射镜与物屏之间，转动螺旋测微调节轮，水平移动光学系统，记录从目镜中清晰观察到物屏像时，记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示，以表示光学系统物镜所在的位置X0，填入表格，把待测透明玻璃从载物台上取下。
接着转动螺旋测微调节轮，水平移动光学系统，从目镜中清晰观察到物屏像时，记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示，以表示光学系统物镜所在的位置X0，将其记入表格重复步骤(1)、(2)6次。
高中物理选修3-4第十三章第54讲 实验、探究：测定玻璃的折射率
第54讲实验、探究：测定玻璃的折射率考情剖析(注：①考纲要求及变化中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；②命题难度中的A 代表容易，B代表中等，C代表难)知识 整合实验流程图基础自测实验目的1．理解用插针法测定玻璃折射率的原理； 2．学会测定玻璃的折射率的实验方法． 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． 实验原理用插针法确定光路，找出跟________线相对应的________线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率n ＝sin isin r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__________光线，并过O 点画出界面aa ′的法线NN ′，如图所示；3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个边跟aa ′对齐，并画出玻璃砖的另一个边bb ′；4．在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1和P 2；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________和________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__________和P1和P2的像；7．记下P3和P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3和P4作直线O′B与bb′交于O′，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的________光线，入射角i＝∠NOA，折射角r＝∠O′ON′；8．用量角器量出入射角和折射角的度数；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．用上面的方法分别求出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角i＝∠NOA 和折射角r＝∠O′ON′的正弦值；11．算出不同入射角时sin isin r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sin isin r的平均值，这就是玻璃砖的折射率．重点阐述重点知识概述数据处理数据处理的另一种方法：如图所示，以O1为圆心以任意长为半径(半径要尽可能长些约10cm)画圆交入射光线AO1于M点、交折射光线O1O于P点，过M、P作NN′的垂线MK、PQ，则n＝__________，据此可知，用刻度尺测出MK、QP的长度，即可求出折射率n.误差分析误差的主要来源：1．确定入射光线、出射光线时的误差．故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜________点；2．测量入射角与折射角时的误差．故入射角不宜过______，但入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱．注意事项1．玻璃砖要厚，用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面；2．入射角应在30°到60°之间；3．大头针要竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应尽量__________一些，以减小确定光路方向时造成的误差；4．玻璃砖的折射面要画准；5．由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号以免混乱．难点释疑1．用刻度尺或量角器测量长度或角度计算折射率n.2．误差分析时注意主要误差来源，针对实际问题进行分析．3．注意事项注意文字表述，一定要准确精炼．【典型例题】“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________．题图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＝________.(计算结果保留两位有效数字)温馨提示记录空间【变式训练1】某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率n，作出光路如图所示，过C 点作法线交玻璃砖于A点和C点，过O点延长入射光线交AC于B点．(1)设OA的长度为l1，OB的长度为l2，OC的长度为l3，AB的长度为l4，AC的长度为l5，为方便地测量出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的至少有__________(选填l1、l2、l3、l4、l5)，则计算玻璃砖折射率的表达式为n＝__________.(2)为减少测量时带来的实验误差，入射角应适当________________________(选填“大”或“小”)一些．【变式训练2】在做“测定玻璃的折射率”的实验时(1)某同学在纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖，使它向上平移了一些，如图所示，其后的操作都正确．在画光路图时，将入射点和出射点分别确定在ab、cd上，则测出的折射率n将如何变化；(2)某同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确．但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd 上，则测出的折射率n将如何变化；甲乙(3)某同学在画界面时，不小心将两个界面ab、cd间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则测出的折射率n将如何变化．随堂演练1．如图用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下各说法中正确的是()第1题图A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C．入射角θ1适当大些，可以提高准确度D．入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行2．某同学做“测定玻璃的折射率”实验时，由于没有量角器，在完成光路图后，以O 为圆心画圆，分别交入射光线于A点，交OO′连线延长线于C点．分别过A点、C点作法线NN′的垂线AB、CD交NN′于B点、D点，用刻度尺量得AB＝6 cm，CD＝4 cm，玻璃的折射率为________．第2题图3．在做“测定玻璃砖折射率”的实验时，乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a′b′和c′d′都比实际侧面向外侧平移了一些，如图所示，以后的操作都正确，画光路图时，将入射点和折射点确定在a′b′和c′d′上，则测出的折射率将________________________．第3题图4．在测定玻璃的折射率实验中，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，P4挡住P1、P2、P3，记下P3、P4的位置．(4)移去大头针和玻璃砖，连接P1、P2作为入射光线，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角i与折射角r，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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.5．一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(P1、P2、P3、P4)、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，然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2，如图所示，用P1、P2的连线表示入射光线．第5题图(1)为了测量折射率，应如何正确用大头针P3、P4，试在题图中标出P3、P4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表示的折射率公式为n＝________________________________________________________________________.第54讲 实验、探究：测定玻璃的折射率知识整合 基础自测实验原理： 入射 折射实验步骤： 2.入射 5.P 1 P 2 6.本身 7.折射 数据处理：MKPQ误差分析： 1.大 2.小 注意事项： 3.大 重点阐述【典型例题】 “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________．题图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 ＝________.(计算结果保留两位有效数字)【答案】 挡住C 及A 、B 的像 1.8(1.6－1.9) 【解析】 在插入第三个大头针C 时，要使它挡住A 、B 的像；在插入第四个大头针D 时，要使它挡住C 及A 、B 的像，玻璃折射率n ＝sinisinr≈0.850.47≈1.8.变式训练1 (1)l 2、l 3l 3l 2(2)大 【解析】 (1)如图所示，根据折射定律和几何关系可得n ＝sini sinr ＝l 1/l 2l 1/l 3＝l 3l 2；(2)入射角适当大些可减小测量误差．变式训练2 (1)不变 (2)偏小 (3)偏小 【解析】 (1)作出光路图，如图，可以看出光线入射角相同，折射角不变，此时玻璃砖的平移对测量结果没有影响，故测得的折射率n 不变．(2)作出光路图，如图甲，可以看出，使入射点向左移，出射点向右移，所画出的折射角r′比实际折射角r 偏大，根据n ＝sinisinr知，测得的折射率偏小．甲 乙(3)如图乙所示，可看出测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小．随堂演练1.AC 【解析】 P 1、P 2、P 3、P 4之间的距离适当大些，可减少测量误差，提高精确度，A 正确．入射角θ1适当大些，也可减小误差，提高精确度，C 正确．当玻璃砖前后两表面平行时，P 1P 2与P 3P 4也平行，光线不可能发生全反射，D 错．2.1.5 【解析】 O 所在玻璃面为界面，设入射角为θ1，折射角为θ2.由几何关系得：sin θ1＝AB OA ，sin θ2＝CD OC 其中OA ＝OC ，由以上关系得n ＝ABCD ，代入数据得：n ＝1.5.3.偏小 【解析】 根据题中的情况，做出相应光路图，如图所示，从图中可看出在该同学的操作下，使入射点O 1向左平移，折射点O 2将向右移，所画出的折射角r 比实际折第3题图射角r 偏大，而入射角又不变，由n ＝sinisinr知，测得的折射角将偏小．4.见解析 【解析】 步骤(2)中应在白纸上画出玻璃砖的另一边bb′；步骤(4)中应通过P 3、P 4的连线与bb′的交点，作出玻璃砖中的折射光线．第5题图5．(1)如图所示 (2)见解析 (3)sin θ1sin θ2【解析】 (1)在bb′一侧观察P 1、 P 2(由P 1、P 2发出的光经bb′折射，再经aa′反射，最后经bb′折射后射出)的像，在适当的位置插上P 3，使得P 3挡住P 1、 P 2的像(在一条直线上)；再插上P 4，让它挡住P 2(或 P 1)的像和P 3.如图所示． (2)①过P 1、 P 2作直线与bb′交于O ； ②过P 3、 P 4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 点，如图所示，连结ON ； ⑤∠P 1OD ＝θ1，∠CON ＝θ2. (3)n ＝sin θ1sin θ2。
实验：测定玻璃的折射率
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验器材 • 实验步骤 • 实验结果与分析 • 结论与建议
01
实验目的
了解折射率的概念
01 折射率：光线在两种不同介质之间发生传播方向
改变的物理量。
02
折射率是物质的一种光学属性，与物质种类、温 度和光波长等因素有关。
学习测定玻璃折射率的方法
02 根据实验数据2计算
n = sin 45° / sin 30° =
0.7071 / 0.5 = 1.414。
04 根据实验数据3计算
n = sin 60° / sin 42° =
0.866 / 0.6428 = 1.350。
误差分析
入射角和折射角测量误差
由于测量工具的精度限制，入射角和折射角的测量存在一定的误差，这会影响折射率的 计算结果。
测量尺应具有一定的长度，以便在实验中测量较大的角度 变化。
04
实验步骤
准备实验器材
平行光源
用于提供平行光束，可以 使用激光笔或LED灯等。
半圆形玻璃棱镜
用于折射光线，观察折射 现象。
玻璃片
需要测量的玻璃样品。
测量尺
用于测量角度。
记录本和笔
用于记录实验数据和观察 结果。
调整平行光源的角度
打开平行光源，调整角度，使光线平行于半圆形玻璃棱镜的平面。
折射仪法
利用折射仪测量光线在空气和玻璃之间的折射角，通过 计算得出玻璃的折射率。
临界角法
通过测量光线在玻璃表面发生全反射时的临界角，利用 公式计算出玻璃的折射率。
掌握实验操作流程和注意事项
实验操作流程 01
准备实验器材：折射仪、玻璃片、光源、光屏等。 02
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5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．
目录
2.典例剖析 1．[插针法测玻璃的折射率]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10甲所示。 (1)请在图乙中画出完整的光路图； (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)； 1.51 (1.48～1.54均可) (3)见下页
目录页
Contents Page
实验探究： 测定玻璃的折射率
1.基础知识
2.典例剖析
3.备选训练
能力课
目录
1.基础知识
目录
目录
目录
注意事项
1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．
2．大头针要插得竖直，且间隔要大些．
3．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
l1
璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率 1.8 计算结果保留两位有效数字)” n＝______.(
审题 析疑ຫໍສະໝຸດ l2(1)插大头针时,使C挡住前面A、B的像,使D挡住C及A、B的像. (2)测量出l1与l2的长度，则玻璃的折射率为n= l1/l2.
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3.备选训练 【备选训练】 (2012· 江苏高考)“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 挡住C及A、B的像 如图所示是在白纸上留 __________________.
下的实验痕迹,其中直线a、a′是描在纸上的玻
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(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，如图丙所示。 图丙中 P1 和 P2 是同一入射光线上的 2 枚
大头针，其对应出射光线上的 2 枚大头
针是P3和_______ A (填“A”或“B”)。
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2 ． [ 全反射法测玻璃的折射率 ] 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。开始时玻璃砖的位置如图 11 中实线所示，使 大头针P1、P2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，同时在玻璃砖直径边一侧观察 P1 、 P2 的像 ，且 P2 的像挡住 P1 的像。如此观察，当玻璃砖转 到图 11 中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时 玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ ， 只 需 测 量 出 ______________________________ 即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量值表 1/sinθ 。 示出折射率n＝______