2016届高考物理一轮复习实验二测定玻璃的折射率教案(含解析)沪科版
《测定玻璃的折射率》教案
《测定玻璃的折射率》教案度，60度，75度，测量出他们对应的折射角分别为：9.8度，19.0度，34.5度，39.4度。
算出他们对应的正弦值，代入表格，算出折射率n分别为：1.524,1.534，1.530，1.521。
取他们的平均值，最后得到玻璃的折射率：n=1.528。
我们也可以采取另一种方式处理数据。
以折射角的正弦值为横坐标，以入射角的正弦值为纵坐标建立坐标系，根据表格中的数据描点、连线。
最后所描绘图线为一条直线，其斜率k即为玻璃的折射率。
4.注意事项（1）玻璃砖应选用宽度较大的，若宽度太小，则测量误差较大。
（2）用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃的毛面或棱，不能直接用手触摸玻璃砖的光学面。
（3）严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖界面aa′和bb′，以免划伤玻璃砖。
（4）实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。
（5）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与P2间、P3与P4间的距离应适当大一些，以减小确定光路方向时造成的误差。
（6）实验时，入射角不宜过小，否则会增大测量角度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折射光线太弱。
熟悉本实验需要注意的事项拓展提升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，如图所示。
然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2（位置如图），用P1、P2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P3、P4？试在图中标出P3、P4的位置。
（2）然后，移去玻璃砖与大头针。
试在图中通过作图的方法标出光线从空气射入玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。
简要写出作图步骤。
高考物理一轮复习课件专题十五实验十五测定玻璃的折射率
中即可求出折射角的大小。需要注意的是，由于光线是从玻璃射入空气中，因此折射角应大于入射角。
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PART 03
数据处理与误差分析
REPORTING
数据记录与处理
01
02
03
实验数据记录
详细记录入射角、折射角 以及对应的测量值，确保 数据的准确性和完整性。
数据处理方法
利用三角函数关系，通过 测量得到的入射角和折射 角计算玻璃的折射率，并 对数据进行统计分析。
数据可视化
通过图表展示实验数据， 如折线图或散点图，以便 更直观地观察数据的变化 趋势和规律。
2023
高考物理一轮复习课
件专题十五实验十五
测定玻璃的折射率
汇报人：XX
20XX-01-22
XX
REPORTING
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目录
• 实验目的与原理 • 实验器材与步骤 • 数据处理与误差分析 • 拓展应用与创新实践 • 总结回顾与巩固提高
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PART 01
实验目的与原理
REPORTING
实验目的
提供平行光线，如激光 笔或平行光管。
用于测量入射角和折射 角。
记录实验数据和绘制光 路图。
实验步骤
01
1. 准备实验器材
将玻璃砖、平行光源、测角仪等实验器材准备好，摆放在实验台上。
02
2. 确定入射光线
打开平行光源，调整光源位置，使光线以合适的角度射入玻璃砖的一面
高考物理一轮复习实验二测定玻璃的折射率教案(含解析)沪科版
实验二测定玻璃的折射率STEPn要点整合实验要点必考必会4犁播光炭唯折时的人射範和折射掘的備定方沐用捕軌难找出与人射Jt 耀乂&对应啊山射Jt 燧O 匕确徒出”点・flj•I 买殄鳳理厂 出折肘光线仙儿黙佛崗址出侨桝和你牡人聲式计再玻璃的折时率.（实验器材）_ 口旣・用订、大头即、g 船笔、吐角器、平*板、拴方席他璃做I.VBift. ■龍门）如鬧所示*牺口紙用圈钉趟在踪图板上，尢在白纸 上aiih -条直啟附」惟列界面*过上的一点也E 出 界面的法疑创w 并■一秦线鞍*处为人射光娃｛打把平和展篦村平故在山址上"餐它的谊边眼砌'对 齐.■出册锻砖的号-条爺边林’2橋针与剎ii⑴＜1感慢-M 上鉴在地埔上曲枚大头列片、气.透过陵 璃菇现窑上去计卩、片岡像.调議视线时方向. MlP t 的像餓匕拼住，出在规器的这-癘依次描剧枚大虫ft P,、环 隹匕拎住片屮工的像・P*档住片*為的像歷P,・ 址下片、P.的也看卩）肄去戦璃砖逢搖巴巴并腿长交时’T0J ,连抿门& 即为折射尤址.人射伯即£"仏 折财角0产疋7 0W人射旳和折肘血.査出它fi 的亚弦机. 将数据氓入表槪中S ）厦变人射如齢 竄址实验册8L 列蛊记录和艾酬址 数据注意事项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。
［数振处町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。
热点一实验原理和基本操作 【例1】“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 0在插入第四个大头针 D 时，应使它 _______________ 。
如图1所示 是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a 、a '是描在纸上的玻璃砖的两个边。
测定玻璃的折射率实验教案
点拨（1）：测入射角和对应的折射角，有人将入射角i用三角板画出特殊角度30°、45°、60°，因取值范围在15°75°之间是可以的，但折射角的数值还是需要量角器来测量。
延长线上截取等长的线段GO和OC，为了减小误差，这线段应尽量大于10厘米，过G、G分别作法线MN的垂线GD和BC，用毫米刻度尺量出GD和BC的长度，则折射率n=GD/BC。
点拨（3）：如图1-3中图甲所示的OP线是一种理想状态，出现图线①则是因入射角i测量值偏大，折射角的测量值反而偏小；出现图线②则可能是因入射角的测量值偏小或折射角的测量值偏大。
从图象直观看出，光由真空（或空气）射入玻璃（或水）中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，且正弦值之比是个常数，这个常数对不同介质是不同的。
点拨（4）：实验对测量结果影响最大的是测量光在玻璃中折射角γ的误差，其误差主要来源是：①玻璃砖的宽度太窄。
②入射角i过大或入射角i过小。
③玻璃砖的两个平行的折射面未与两条平行轮廓线完全重合好。
或因玻璃砖移动，或因画线太粗。
④大头针离玻璃砖偏远，而大头针之间间距偏小。
实验中易混淆的是：入射角与法线的夹角（入射角）和入射线与界面的夹角。
易错的是：入射角与折射角的界面取错，因而代入公式n=sini/sinr的值算错。
易忘的是：大头针P3、P4的位置漏记。
[实验结论]3.对玻璃的入射光线取不同的入射角得到的玻璃的折射率是很接近的，在误差范围内，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
实验变通变通（1）：器材不变，介质不变，形状变。
用一厚度均匀的圆形玻璃做测定玻璃的实验，其简要步骤如下：1.在白纸上做一个与圆形玻璃等半径的圆，定出圆心O，如图1-4所示。
2.将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合。
3.在圆玻璃一侧竖直插上两枚大头针P1和P2。
4.在另一侧竖直插两枚大头针P3和P4，随P3、P4的方向，隔着玻璃观察大头针P3、P4和P2和P5.a.b.c.1.结论：从图′等于入射角变通（1.2.3.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针4.5.在图1-6上画出所需光路得图1-7。
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 ′。
测玻璃折射率教案高中物理
测玻璃折射率教案高中物理教学目标：1. 了解光在折射中的基本原理；2. 掌握测量折射率的方法；3. 熟练运用实验装置测量玻璃的折射率；4. 培养学生的观察、实验和分析能力。
教学内容：1. 光的折射原理；2. 测量折射率的方法；3. 实验装置的使用；4. 玻璃折射率的测量。
教学步骤：1. 引入：用实例引导学生了解光的折射原理，并介绍测玻璃折射率的实验目的。
2. 知识讲解：讲解光的折射原理和测量折射率的方法，学生理解并掌握相关知识。
3. 实验设计：介绍实验装置，让学生了解实验步骤和操作方法。
4. 实验操作：学生按照实验步骤操作，测量玻璃的折射率并记录数据。
5. 数据分析：学生分析实验数据，计算折射率值并比较结果。
6. 总结：引导学生总结实验过程中的经验和结果，加深对光的折射和折射率的理解。
教学反馈：1. 提问：通过问题引导学生回顾学习内容，加深理解。
2. 检查：检查学生在实验中的操作情况和数据记录，指导学生修改错误。
3. 讨论：组织学生讨论实验结果，共同查找问题并得出结论。
课后作业：1. 完成实验报告，包括实验目的、方法、数据处理和结果分析；2. 作业习题，进一步巩固知识点。
教学资料：1. 实验装置、玻璃样品；2. 实验步骤和方法说明；3. 折射率计算公式；4. 实验报告模板。
教学评估：1. 学生实验报告的完成情况和内容；2. 学生在课堂中的表现和回答问题的情况；3. 学生对光的折射和折射率的理解程度。
通过本次教学，学生将能够全面了解光的折射原理和折射率的测量方法，培养实验能力和科学思维，提高物理实验的质量和水平。
沪科版高考物理二轮复习课件测定玻璃的折射率
三、实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、 铅笔．
四、实验步骤 1．如图所示，把白纸铺在木板上． 2．在白纸上画一直线 aa′作为界面，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．把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与 aa′重合，再用 直尺画出玻璃砖的另一边 bb′.
【答案】 (1)不变 (2)偏小 (3)不受影响
类型二 实验数据的处理 (2012 年温州模拟)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 P1、P2(位置如图)． 用 P1、P2 的连线表示入射光线．
五、数据处理 1．计算法：用量角器测量入射角 θ1 和折射角 θ2，并查出其正弦 值 sin θ1 和 sin θ2.算出不同入射角时的ssiinn θθ入射角 θ1，测出不同的折射角 θ2，作 sin θ1－sin θ2 图象，由 n＝ssiinn θθ12可知图 象应为直线，如图所示，其斜率为折射率．
(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针 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＝________. 【解析】 (1)在 bb′一侧观察 P1、P2(经 bb′折射、aa′反射， 再经 bb′折射)的像，在适当的位置插上 P3，使得 P3 与 P1、P2 的像 在一条直线上，即让 P3 挡住 P1、P2 的像；再插上 P4，让它挡住 P2、 P1 的像和 P3，P3、P4 的位置如图所示．
高考物理一轮复习光的折射全反射教案(含解析)沪科版
第3课时 光的折射 全反射[知 识 梳 理]知识点一、光的折射定律 折射率 1．折射现象图1光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。
2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数。
3．折射率(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。
(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2，不能说n 与sin θ1成正比，与sin θ2成反比。
折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(3)计算公式：n ＝c v，因v <c ，故任何介质的折射率总大于1。
知识点二、全反射 光导纤维 1．全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象。
(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质。
②入射角大于等于临界角。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n。
介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
2．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射。
思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的。
( )(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。
( ) (3)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大。
( ) (4)在同一种介质中，光的频率越大，折射率越大。
( ) 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√[题 组 自 测]题组一 折射定律与折射率的理解和应用 1．一束单色光经空气射入玻璃，这束光的( ) A ．速度变慢，波长变短 B ．速度不变，波长变短 C ．频率增高，波长变长 D ．频率不变，波长变长解析 光在玻璃中的传播速度为v ＝c n，所以光经空气进入玻璃，传播速度减小；由波长、波速和频率三者的关系v ＝λf ，光经空气进入玻璃，频率f 不变，波长变短。
高中物理选修一 讲义 实验：测量玻璃的折射率
实验：测量玻璃的折射率[学习目标]1．能提出在“测量玻璃的折射率”实验中可能出现的问题。
2.能制订实验方案，能用相关器材收集数据。
3.能设计表格，分析数据，测得玻璃的折射率。
4.能撰写规范的实验报告，能有效陈述，能讨论交流实验过程中的问题。
5.注意提升实验设计能力，实验测量能力与误差分析能力。
一、实验目的掌握测量玻璃折射率的方法。
二、实验设计1．实验方案如图当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线AO 相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。
根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。
2．实验原理用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝sin θ1sin θ2。
3．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。
三、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的像挡住P1的像。
再在观察者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。
6．连接OO′，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。
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。
测定玻璃折射率教案(含板书)
测定玻璃折射率
一、教材分析
1、该部分内容位于人教版物理教材选修3-4第十三章第一节，第十三章主要内
容为光的几何特性及波动的知识。
第一节的主要内容为光的反射与折射的相关知识，测量玻璃折射率为第一节的实验。
2、《普通高中物理课程标准实验》关于折射率内容的要求为：“测定材料的折射
率”。
二、学情分析
本部分内容教学对象为高中二年级学生，在此之前学生已经学习过光的反射定律与折射定律，掌握相关知识，知道折射率的定义及特点。
对于学生来说虽然已经掌握了理论知识，但是由于对于实验经验不够、实验知识有限、理论知识应用的能力不足等问题，要将光的折射定律应用于实际测量中且进行完整的实验仍有一定的难度。
三、教学目标
1、知识与技能
（1）理解折射定律；
（2）掌握测量实验的基本步骤。
2、过程与方法
（1）通过指导学生根据光的折射定律设计实验，培养学生理论知识与实际相结合的思维；
（2）通过小组讨论方案及实验，培养学生团队合作的能力，培养学生动手操作能力；
（3）通过实验归纳途径，提高学生实验素养。
3、情感态度与价值观
（1）激发学生的求知欲和创新精神，培养学生主动思考的意识；
（2）养成认真严谨的科学态度，体验理论与实验结合的奇妙与的喜悦。
四、教学重点
学习使用光路图法测量玻璃折射率
五、教学难点
1、实验方案的设计及理解；
2、实验操作的规范及数据处理的完善。
六、教学策略
实验归纳法、启发式教学。
七、教学过程
八、板书设计
测量玻璃折射率
光路图。
实验：测量玻璃的折射率教学设计
实验教学设计实验教学过程一、知识回顾学生回顾学过的知识，理解本节课所用的实验原理。
老师提问，学生回答。
1、折射现象：光的折射：是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。
2、折射定律的内容：1)折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；2)折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；3)入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
3、折射率的定义：折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示，即：n=sinθ1sinθ2。
说明：空气的折射率近似为1，对光的传播的影响很小，可以近似作为真空处理。
二、实验：测量玻璃的折射率学生知道实验目的及所用的实验器材，并理解并掌握实验原理。
老师复述。
1、实验目的：1)会用插针法确定光路；2)掌握测量玻璃折射率的方法。
2、实验原理：用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，测出入射角（3）作图法: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N′N 作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示。
因为sinθ1=CC ′CO ，sinθ2=DD′DO，且CO=DO，所以折射率n=CC′DD′。
实验结论：玻璃砖的折射率为。
6、误差分析：学生反思总结，分析实验产生误差原因，加深学生对实验过程的印象。
1、大头针没有竖直插入，入射光线和出射光线画得不够精确。
2、两大头针之间间距较小。
插大头针时两大头针间距应稍大，减小作图误差。
3、实验中，玻璃砖的界面定的不准确，给测量结果造成误差。
三、典例分析学生自主完成，小组交流讨论得出答案，提高学生表达能力。
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。
高三物理一轮复习第十三章光学实验二测定玻璃的折射率课件
操作插好了 8 枚大头针,如图乙所示.图中 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
(选填“A”或“B”).
要点研析突破
解析:(1)连接两大头针 1、2,延长线与梯形玻璃砖上表面交于 O,再连接两大 头针 3、4,延长线与梯形玻璃砖下表面交于 O',再连接 OO',标上箭头以示光 线传播方向.
1．(2016·海淀区期中测试)如图所示，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Pl和P2，然后在棱镜的另一侧 观察，调整视线使Pl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n＝______________．
解析：(1)如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC面于O，画 出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′.连接OO′，则光线OO′就 是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．
基础自主梳理
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,且间隔要大一些. 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.
高考沪科版物理一轮复习课件实验十四 测定玻璃的折射率
图13－3－6
【解析】
当恰好看不见 P1、P2 的像时,
刚好发生全反射现象, 此时玻璃砖直径转 1 过的角度 θ 为临界角, 折射率 n＝ . sinθ
【答案】 玻璃砖直径边绕 O 点转过的角 度θ 1 sinθ
实验十四
测定玻璃的折射率
知识要点归纳
实验目的
1. 测定玻璃的折射率. 2. 学会用插针法确定光路.
实验原理
如图 13－3－1 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 sinθ1 PN 和折射角 θ2, 再根据 n＝ 或 n＝ sinθ2 QN′ 算出玻璃的折射率.
【解析】 (1)光线由空气射入玻璃砖的入 π π 射角 i＝ －θ1, 折射角 r＝ －θ2, 由折射 2 2 率的定义可得: π sin －θ1 cosθ1 2 sini n＝ ＝ ＝ . sinr π cosθ2 sin2－θ2
(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
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确, 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.
实验典例探究
实验原理及误差的考查
例1
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,
上海科技教育出版社(沪科版)高中物理选修2-3：测定玻璃的折射率_课件1PPT文档21页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己出版社(沪科版)高中物 理选修2-3：测定玻璃的折射率_课件1
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
1.3测定玻璃的折射率-沪科教版选修2-3教案
1.3测定玻璃的折射率-沪科教版选修2-3教案实验目的1.掌握利用光学仪器实验测量物质折射率的方法；2.了解反射折射定律的物理意义；3.掌握光路的构造方法。
实验器材光学仪器：光路模型、光源等。
实验原理光线在介质中的传播遵循反射折射定律，即入射光线、反射光线和折射光线在同一平面内，入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角，入射光线与折射光线在同一平面内，且入射角、折射角和两介质之间的折射率n满足$\\frac{\\sin{i}}{\\sin{r}}=n$，其中i和r分别为入射角和折射角。
实验步骤1.准备光学仪器，按图示连好线路，并使用刻线玻璃制成法兰。
2.调试发光二极管、汇聚镜和调整光路使得使用纸清晰。
3.轻描淡写在法兰上画出刻线，并记录二种不同插入法兰两侧物镜偏移量u1和u2。
4.移动接受面，使得屏幕上出现干涉条纹。
记录此时接受面位置u。
5.将实验数据输入计算机，利用Excel绘制干涉条纹图和计算方程。
6.将实验数据录入，按公式计算出介质的折射率。
实验注意事项1.精心调整光路，保持光源强度均匀，稳定，干涉条纹清晰可辨；2.插入美光片的方向是有区别的，因为美光片的性质与法兰的位置有关，插入方向不能颠倒；3.干涉条纹图的解释，按票据从大到小取出奇数阶和偶数阶条纹并排在一起，得到横向清晰黑色和纵向毛糙间隔的条纹图，黄色斜线指向夹纹条纹中心。
4.计算并验证数据，互比验证算表格统计，接受值应在实验统计范围之内。
实验结果经实验测量，通过计算得出玻璃的折射率为1.5左右，与标准值相近。
实验思考1.实验中如果没有特殊要求，能否改变美光片的方向？答：不能。
美光片有正反面之分，它的偏振方向与法兰的位置有关，如颠倒其方向会使干涉条纹的能量受阻挡，进而影响测量精度。
2.为什么使用纸制法兰的干涉条纹较为清晰？答：因为纸制法兰的平整度较好，能够提供光路足够的精度。
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实验二测定玻璃的折射率
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。
热点一 实验原理和基本操作
【例1】 “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，应使它________。
如图1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)
图1
解析
测定玻璃折射率的实验是利用大头针得到进入玻璃的入射光线，在另一侧插入大头针挡住前面的A 、B 的像来确定C ，同样插入大头针D 挡住C 及A 、B 的像，C 和D 确定了出射光线，利用入射点和出射点的连线来确定折射光线，作出法线FG ，连接OO ′，以O 点为圆心画圆，分别交AB 、OO ′于E 、Q 两点，分别过E 、Q 向GF 作垂线EG 、FQ 并用毫米刻度尺测其长度，
如图所示，根据n ＝sin θ1sin θ2可得：n ＝EG FQ
＝1.8。
答案 挡住C 及A 、B 的像 1.8(1.6～1.9)
【变式训练】
1．如图2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原点，直边与x 轴重合。
OA 是画在纸上的直线，P 1、P 2为竖直地插在直线OA 上的两枚大头针，P 3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OP 3与y 轴负方向的夹角。
只要直线OA 画得合适，且P 3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率。
图2
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了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________。
若他已正确地测出了α、β的值，则玻璃的折射率n＝________。
解析无法看到P1、P2的像是OA光线的入射角过大，发生全反射的缘故。
P3能挡住P1、P2的像说明OP3是OA的折射线。
答案另画一条更靠近y轴正方向的直线OA；把大头针P1、P2竖直插在所画的直线上，直到在y<0区域透过玻璃砖能看到P1、P2的像插上大头针P3，使P3刚好能挡住P1、P2的像；
sin β
sin α
热点二数据处理与误差分析
【例2】如图3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P1、P2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P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，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。
图3
(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，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P3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________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析(1)sin θ1＝l1
BO
，sin θ2＝
l3
CO
，因此玻璃的折射率
n ＝sin θ1sin θ2＝l 1BO l 3CO
＝l 1l 3
，因此只需测量l 1和l 3即可。
(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l 1是不变的，即入射角不变，而l 3减小，所以测量值n ＝l 1l 3将偏大。
答案 (1)l 1和l 3 n ＝l 1l 3
(2)偏大
【变式训练】
2．如图4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。
图4
解析
光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增加实验误差；分别连接cd 和ce 并延长到界面，
与界面分别交于f 、g 两点，由n ＝sin θ1sin θ2
不难得出用d 点得到的折射率值较小，过c 点的出射光线应平行于ab ，利用直尺比对并仔细观察，可知ec ∥ab ，故用e 点得到的折射率值误差较小。
答案 光学 d e。