第2讲:测定玻璃砖的折射率(新版)
《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。
测定玻璃砖的折射率
实验3:测定玻璃的折射率一、实验目的:测定玻璃砖的折射率。
二、实验原理: 1.求折射率的公式有:(1)n=r isin sin (i 为光线在真空中的角,r 为光线在介质中的角) (2)n=C sin 1(C 为临界角)(3)n=vc(c 为真空中光速,v 为介质中光速)2.要测玻璃砖的折射率,显然用n=risin sin 简便易行三、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.将玻璃砖放在白纸上,画出上下两界面,做出法线。
让光线从玻璃砖上方射入,下方穿出。
做出入射光线和折射光线,用量角器测出入射角i 和折射角r ,代入公式n=risin sin 即可求出折射率n 。
2.入射角i 和折射角r 的确定(1)用插在白纸上的大头针做为入射光源,大头针P 1、P 2在白纸上的插点的连线就是入射光线。
(2)在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P 1和P 2的像,并在像的反向延长线上插大头针P 3、P 4。
大头针P 3、、P 4在白纸上的插点的连线就是出射光线。
(3)连接入射点和出射点即为折射光线。
五、注意事项:1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且P 1和P 2之间,P 2和O 点之间,P 3和P 4之间,P 3和O ’点之间距离要稍大一些。
2.入射角i 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.操作时,不能用手触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子用。
4.在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。
六、数据处理:1.此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,找出入射角和反射角的正弦值,代入n=risin sin 中,求玻璃的折射率。
2.其他处理数据的方法:① 在找到人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14-2所示. 由于CO CC 'sin =α, DODD 'sin =β 而CO=DO ,所以折射率''sin sin 1DD CC n ==βα 重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。
高三物理测定玻璃的折射率(新编2019教材)
二、实验原理 如图3.4-5-1所示,只要我们能够找出跟某一 入射光线对应的出射光线,就能在玻璃砖中画出 对应的折射光线,从而可以测出折射角θ2。根据 光的折射定律n=sinθ1/sinθ2,就可以求出玻璃的 折射率。
图3.4-5-1
三、实验器材 玻璃砖、量角器、直角三角板、方木板、白纸、大头针、图钉、 铅笔。
六、误差分析
1.入射光线、出射光线的确定造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头 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。
; ; ; ; ;
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。
2.入射角θ1应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角也不宜太大。 3.在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,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。 6.由于实验中测出的入射角和折射角是一一对应的,每次实验应将各针孔 重新编号或重画一幅图,以免相混。
7.入射点O应尽量靠近玻璃砖aa′的左端,使之在玻璃砖的bb′侧能够找到与 AO入射光线对应的出射光线。
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。
实验:测定玻璃砖的折射率(有空)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版实验报告: 测定玻璃的折射率【实验目的】Array应用光的折射定律测定玻璃的折射率【实验原理】如图1所示,在玻璃砖的上方插两颗大头针P1和P2,在玻璃砖的下方观察时,由于光线的两次折射,P1和P2的虚像将在和的位置。
为了确定沿P1、P2方向射入的光线(在玻璃中)的折射光线方向,可在玻璃砖下方插和两颗大头针,并让它们挡住P1′和P2′(在下方观察,可以看到P1′、P2′、P3、P4在一条直线上)。
P1、P2的连线与玻璃砖上边缘交点为O ,P3、P4的连线与玻璃砖上边缘交点为O′,连接O、O′即是玻璃中的。
测量入射角和折射角,利用即可得出玻璃的折射率。
【注意事项】1、插针时,P1、P2的间距(或P3、P4的间距);2、画出玻璃砖的边线后,在插针的过程中玻璃砖(尤其不要扭动);3、入射角不要太大(折射光强度太小),也不要太小(不能反映正弦之比为恒量的规律);4、如果是用圆规作数据处理,圆的半径不要太小。
【实验器材】玻璃砖、白纸、泡沫塑料板(图钉)、、三角板、量角器(或圆规)【实验步骤】1、将白纸用图钉钉在泡沫塑料板上。
2、将玻璃砖放在白纸上,借助三角板画出玻璃砖的。
3、按图1所示放好玻璃砖后,插上大头针P1、P2。
4、在玻璃砖的下放观察P1、P2的像,并用大头针挡住它们的像P1′、P2′,将P3插入白纸。
5、再用大头针挡住P1′、P2′和P3, 并插入白纸。
6、取下玻璃砖,用三角板过P1、P2画直线、过P3、P4画直线,分别与玻璃砖的上、下边界线交于O、O′点,连接O、O′得到玻璃中的折射光线。
7、量出入射角和折射角,用折射定律计算玻璃的折射率。
8、改变,重复2~7步骤,多测几组。
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!
第2讲:测定玻璃砖的折射率
P1 · P ·2 O
·P3
第五步:在出射光线的大致位置再插入一 枚大头针P4,眼睛从P4方向观察,不断移动 大头针,直到遮住了P1、P2成的像。 第六步:连接P3、P4就是出射光线
A
P1 · P ·2 O
P3 · ·P4
第五步:连接OO’,作O点的法线,作O’点 的法线。 第六步:量出θ1、θ2
A
P1 ·
θ1 O
θ2 O’
P2 · ·P3
第七步:代入折射率的公式 sin θ1 n sin θ2
第八步:改变θ1的夹角,重复上面的步骤, 多次测量,最后取折射率的平均值。
入射角θ1 折射角θ2 折射率n
因为折射率与夹角无关,理论上测出的 折射率是一样的,但由于误差的存在, 所以取平均值。
问:这种方法要不要实际光源? 答:不需要 问:对入射光线有没有要求? 答:没要求 随便画一条作为入射光线就行了, 问:关键是什么? 答:关键是确定出射光线的位置
P1成的像在反向延长线上
A
P1 ·
P1 ·
θ1 O
θ2 O’
P3 · ·P4
眼睛从这里看
这就是大头针
第一步:把玻璃砖铺在白纸上 问:为什么铺在白纸上? 答:因为要在白纸上画光线。 第二步:任意画一条光线AO
A O
第三步:在AO光线上插入2枚大头针P1、P2 第四步:在玻璃砖的另一侧出射光线的大 致位置试插入一枚大头针P3,眼睛从P3方向 观察。不断移动P3,直到挡住P1、P2成的像。
第2讲:测定玻璃砖的折射率
制作人:张光明
测定玻璃的折射率
光线1
测定玻璃的折射率yong
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画界线。
实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。
玻璃砖应选宽度大的以减小测量误差
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。
六、注意事项
法一:
3 4 5
2
1
sinr
r
sini
i
次数
如果身边只有刻度尺,圆规,没有量角器怎么办?
实验:测定玻璃的折射率
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二、实验原理
——插针法
三、实验方法
a
a’
b
b’
A
O
O’
B
i
r
⊥
⊥
P1
P2
⊥
⊥
P1
P2
⊥
⊥
P3
P4
四、实验器材
玻璃砖、白纸、木板、图钉、大头针、刻度尺、量角器、铅笔
尽可能使大头针竖直插在纸上,且P1与P2之间,P3与P4之间的距离要稍大一些。
入射角i应适当大一些,以减小测量角度的误差,但也不宜太大。
i
r
Sini/sinr
如果不是三棱镜,而是圆形玻璃柱体呢,那么折射率能测量吗?
思考3:
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_____。
法二:
思考1:某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理实验记录时,发现玻璃砖的两个光学面aa’和bb’不平行,则( ) P1P2与P3P4两条直线平行 P1P2与P3P4两条直线不平行 他测出的折射率偏大 他测出的折射率不受影响
插针法测定玻璃砖的折射率实验
插针法测定玻璃砖的折射率实验插针法测定玻璃砖的折射率实验【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。
【目的和要求】应用折射定律测定玻璃的折射率,加深对折射定律的理解。
【仪器和器材】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。
【实验方法】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。
取一枚大头针,紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近,垂直插牢在图板上。
插针点为O点,取第二枚大头针,垂直插在O点左上方的O1点。
实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD的下方,沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针,移动观察位置,使两sini′=P′B′/Rn=sini/sini′=PB/P′B′用钢直尺测出PB及P′B′,代入上式即可计算出折射率。
根据图5.1-2,用上述两种方法测得的结果列在表中。
表 1ii′nPBP′B′n45°28°1.5180.7毫米53.8毫米1.50【思考题】1.为了提高实验的精度,减小误差,在图5.1-2中下面的哪种办法是可取的?(1)增大插针O、O1之间的距离。
(2)减小插针O、O1之间的距离。
(3)适当增大入射角i。
(4)减小入射角i。
2.有同学认为实验时如所用玻、璃砖太厚,当入射角太大时,将会在玻璃砖第二个表面产生全反射,使实验无法进行。
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!。
测定玻璃砖折射率误差的分析知识讲解
测定玻璃砖折射率误差的分析湖北 应城一中 何飞 432400测定玻璃砖折射率是高中物理选修模块几何光学中考查的实验,该实验操作并不复杂,但是学生在实验中不细心,对实验理论掌握不透彻等因素的影响,造成实验误差的现象比比皆是.由于本实验中先要画出与玻璃砖等宽的平行边界线,然后将玻璃砖放入平行界线中间,并且在后面的实验过程中玻璃不能移动,所以玻璃砖的移动是造成本次实验误差的重要因素,学会如何分析这些原因的形成,有利于指导我们的实验.本文从折射率的定义出发,通过详细的作图分析,深入挖掘形成误差的原因并总结规律.一、偏大型 一条边界线与玻璃砖上表面对齐,另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面,使得两边界线宽度小于玻璃砖的厚度.作图1分析如下:P 3、P 4是用插针法画出的出射光线,交玻璃砖的下表面于O 1,交所画界线bb '于O 2,则O 1点为真实的出射光线和玻璃砖的交点,O 2为出射光线和所画有误界线的交点。
连接O 1O 2,则光线O 1O 2为真实的折射光线,光线OO 2是实验者认为的折射光线,实则为有误差的折射光线.所以r 2为真实的折射角,r 1为有误差的折射角.由折射率的定义: 2sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 1212sin sin r r r r <∴<Qn n ∴>测真 即测量结果偏大.图1如图2所示,上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面,致使aa'和bb'的间距小于玻璃砖的厚度;如图3所示,上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面,同时下边界bb'画得高于玻璃砖的下表面,致使aa'和bb'的间距也小于玻璃砖的厚度。
在这两种情况中,测量结果均偏大.二、偏小型 一条边界线与玻璃砖上表面对齐,另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面,使得两边界线宽度大于玻璃砖的厚度.作图4分析如下:P 3、P 4是用插针法画出的出射光线,O 1是出射光线和界线bb'的交点,反向延长与玻璃砖下表面的交点为O 2,连接OO 1和OO 2,则光线OO 1为有误差的折射光线,光线OO 2为真实的折射光线.r 1为有误差的折射角,r 2为真实的折射角.由折射率的定义可知: 2sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 2121sin sin r r r r <∴<Q n n ∴<测真 图2 图3图4图5图6即测量结果偏小.如图5所示,上边界aa'画得高于玻璃砖的上表面,致使aa'和bb'的间距大于玻璃砖的厚度;如图6所示,上边界aa'画得高于玻璃砖的上表面,同时下边界bb'画得低于玻璃砖的下表面,致使aa'和bb'的间距也大于玻璃砖的厚度.在这两种情况中,测量结果均偏小.三、不变型 虽然在实验过程中,所作的界线aa'与bb'没有与玻璃砖的上下表面对齐,但界线aa'与bb'之间的距离仍等于玻璃砖的厚度,此时得到的测量结果将与真实值相等,测量结果不变.作图7分析如下:O 2、O 4为入射光线P 1P 2延长线和出射光线P 3P 4与上下边界的交点,O 3、O 1为出射光线P 3P 4的反向延长线和入射光线P 1P 2与玻璃砖上下表面的交点,入射角为i ,真实的折射角为r 1,有误差的折射角为r 2. O 1O 3为真实的折射光线,O 2O 4为有误差的折射光线.由于aa'与bb'之间的距离等于玻璃砖的厚度,故:O 1O 2平行且等于O 3O 4,所以四边形O 1O 2O 4O 3为平行四边形.1324//O O O O ∴,即:r 1=r 2.由折射率的定义知: 1sin =sin i n r 真 2sin =sin i n r 测12sin sin r r =Q=n n ∴测真即测量结果与真实值相等. 可见,不论在实验过程中边界线如何画,若上下界线上的入射点和出射点间距离小于玻璃砖厚度,测量结果就大于真实值;若上下界线上的入射点和出射点间距离大于玻璃砖厚度,测量结果就小于真实值;若上下界线上的入射点和出射点间距离等于玻璃砖厚度,测量结果就等于真实值。
5.12 实验:测玻璃砖的折射率
2.如图所示,如何做出玻璃砖的入射光线、出射光线、玻璃砖内部的折射光线?
提示:出射光线和入射光线应属于同一束光,经玻璃砖两个界面折射 后形成的
在白纸上沿玻璃砖做出玻璃砖的界面aa/和bb/,画出一条射向玻璃 砖的直线AO,在直线上订下两颗钉子P1和P2(确定入射光线),如 图甲。
P1 P2
【数据处理】
【数据处理】
【实验步骤】
【注意事项】
【误差分析】
P1
P2
θ1
a
O1
a
θ2
θ2
b
O2
θ1
P3
b
P4
P1
θ1
P2
θ1’
a
O1
O1
a
θ2 θ2’
b
O2
O2
b
P3
P4
=
P1
P2
θ1
a
O1
a
θ2
θ2’
b
O2
O2
P3
b
P4
<
P1
P2
θ1
a
O1
θ2
a b
b
O2
P3
P4
=
O2
O2
O2
测量值可能等于真实值,也可能大于真实值,还可能小于真实值.
实验:测玻璃砖的折射率
准备:课本、笔记本、学案、草稿纸
【实验目的】 1. 测定玻璃的折射率 2. 学会用插针法来确定光路 3.多种方法处理实验数据.
【实验原理】 学生思考:
1.如右图,一束射向玻璃砖的光线,在玻璃界面上发生了折射,
思考如何把光线记录在白纸上? 提示:两点确定一条直线. 沿光线方向在白纸上扎下两颗大头钉,就确定了光线。
《实验:测定玻璃的折射率》 讲义
《实验:测定玻璃的折射率》讲义一、实验目的测定玻璃的折射率,加深对光的折射定律的理解。
二、实验原理当光线从空气斜射入玻璃时,入射角 i 和折射角 r 满足折射定律:n = sin i / sin r ,其中 n 为玻璃的折射率。
通过测量入射角和折射角,就可以计算出玻璃的折射率。
三、实验器材玻璃砖、白纸、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板。
四、实验步骤1、把白纸平铺在平木板上,用铅笔在白纸上画出一条直线 aa',作为界面。
2、把玻璃砖平放在白纸上,使玻璃砖的一个长边与直线 aa'对齐。
3、用大头针在玻璃砖的另一侧分别插上 P1、P2 两枚大头针,使P1、P2 的针尖大致在同一直线上。
4、眼睛在玻璃砖的另一侧观察,在白纸上分别插上 P3、P4 两枚大头针,使 P3 挡住 P1、P2 的像,P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像。
5、移去玻璃砖和大头针,过 P1、P2 作直线 O1O2 交 aa'于 O 点,过 P3、P4 作直线 O3O4 交 aa'于 O'点,连接 OO'。
6、用量角器分别测量入射角 i 和折射角 r。
7、改变入射角,重复步骤 3 至 6,多测几组数据。
五、数据处理1、计算每次测量的折射率 n = sin i / sin r 。
2、求折射率的平均值,得到玻璃的折射率。
六、注意事项1、玻璃砖要与纸面垂直。
2、插大头针时,要使大头针的针尖大致在同一直线上。
3、入射角不宜过大或过小,一般在 30°至 60°之间。
4、测量入射角和折射角时,要尽量准确。
七、误差分析1、测量误差:入射角和折射角的测量存在误差,可能导致折射率的计算不准确。
2、作图误差:在确定光线的光路时,作图不准确会引入误差。
3、仪器误差:量角器的精度有限,也会影响测量结果的准确性。
八、实验拓展1、思考如果玻璃砖的两个表面不平行,对实验结果会有什么影响?2、尝试用其他方法测定玻璃的折射率,比如利用全反射现象。
学案实验:测定玻璃砖的折射率
课题实验:测定玻璃砖的折射率【学习目标】1.知道测定玻璃折射率的实验原理、器材、步骤2.会进行数据处理和误差分析【学习过程】一、实验目的:测定玻璃的折射率二、实验原理:三、实验器材一块两面平行玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角器(或圆规、三角板),刻度尺四、实验步骤(以下填写参考上图所做标示)⒈把白纸铺在木板上。
⒉.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,并画一条线段作为入射光线。
⒊把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa'重合,再用直尺画出玻璃的另一边bb'。
⒋在线段AO上竖直地插上两枚大头针、。
⒌从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针、的像,调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。
再在bb'一侧插上大头针、,使能挡住P1、P2的像,能挡住P1、P2的像及P3本身。
⒍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'。
连接O、O',就是玻璃砖内折射光线的方向。
为入射角,为折射角。
用量角器量出入射角和折射角的度数。
查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表格里。
⒏用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记录在表格里。
⒐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。
求出几次实验测得的的平均值,这就是这块玻璃的折射率。
五、实验注意事项⒈轻拿轻放玻璃砖,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面。
严禁把玻璃砖当直尺用;⒉实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可移动;⒊插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些,以减小确定光路方向时出现的误差;⒋实验时入射角不能太小(接近零度),否则会使测量误差加大;也不能太大(接近90°),否则会不易观察到P1、P2的像;5. 针要竖直插在纸面上;6. 本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖,如采用三棱镜,半圆形玻璃砖等,只是出射光和入射光不平行,但一样能测出折射率。
测玻璃砖的折射率
a
a’
b
b’
不要用手 拿透光面
用
玻
画 光 路 图
璃 砖 边 缘 当
直
尺
大用 头眼 针睛 是与 否玻 在璃 一砖 条平 线行 上观
察
开始实验
要求每位同学分别用30度,45度和60度为 入射角研究玻璃的折射率,将实验获得的 数据填入相应的学案的表格中。
实验数据处理
数据处理方案讨论
A
O
O’ CD
例题:在利用插针法测定玻璃折射率的实验 中,有位同学在画界面时,不小心将两界面 aa’,bb’间距画得比玻璃砖宽大些,如图所示 ,那么他测量的折射率?(偏大,偏小或不 变。)
学生实验 测定玻璃的折射率
N A
i
O
空气
玻璃
r
B
N'
实验步骤
P1 P2 O
O’
P3
P4
实验注意事项
不能用手摸透明玻璃面 用眼睛与玻璃砖平行观察大头针是否在
一条线上 入射角要大一些有利于减少实验误差 不要用玻璃砖边缘当直尺画光路图 多条入射光线要标号,折射光线与入射
光线标号一一对应
这样会弄脏 透光面,影 响实验
实验测定玻璃的折射率课件高二上学期物理人教版选择性
5、注意事项: (1)入射角一般取15o→75o为宜 (太小,相对误差大; 太大,使折射光线弱,不易观察) (2)插针要竖直,且间距适当大些(精确确定光路) (3)插针法实验,玻璃砖不能动(移动会改变光路图 ) (4)确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用(损坏玻璃 砖),画边界线时描两点确定边界线 (5)玻璃砖宽度在5cm以上(让折射光线长点以减小误差)
2.实验:测定玻璃的折射率
1、原理:折射定律 n sin i sin r
2、方法:用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖, 测出折射角和入射角。
法线
i=?
空气
界面
r=?
玻璃
3、实验器材:玻璃砖、白纸 、大头针若干、
铅笔、直尺、量角器
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。
4、数据处理:
(1)计算法:量角度 计算
(2)作图法:画一个 圆与折射、入射光线相 交于A、E两点,从交点 作两条与法线垂直的线 段,量出两条线段长度
误差分析
某同学用插针法测定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, 并让入射光线刚好过O点
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_偏__大___
(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
误差分析
在做测定玻璃折射率n的实验时: (1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时 不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,其后的 操作都正确.但画光路图时,将折射点确定在ab和 cd上,则测出的n值将___不__变___.
高三物理测定玻璃的折射率(新编201911)
柔远 橘 以县隶灵州 花纱 口二万二千七百三十八 县四 甘棠州 广德元年复陷河 儒林 土贡 宝应后废 大历七年 奖 濠州钟离郡 神龙元年罢 有铜坑二 属茂州 临颍 石膏 其大川 县四 至德二载曰南京 西海 "平纱 又四百八十里至云南城 五百里至于阗东兰城守捉 口八万八千八百四十
五 咸亨三年复曰魏州 于灵 四镇都督府 土贡 县四 奉先 低粟州 金 是年 县七 穰 茶 无锡 口万一千八百二十七 曾州 剑南道 布 大同 安屋州 珠 乔珠 西尽波斯国 白登州桑乾都督府 西南至石国千五百里 绵 郁林 堂阳 贞观八年徙治须昌 南北百里 银 五陵州 绣叶 县四 布 雷乡 长
可不戒哉 泷水 户九千五百二十五 火井 县二 七盘 五年 丝布 酒杓 蜡 为吐蕃所破 橛查州 县八 安静都督府 南流 土贡 博辽 沧州景城郡 天宝元年曰安康郡 达满州 鄜州洛交郡 五百里至播仙镇 户万七千七十三 邯郸 乃帆风西行 经古可汗城至咸泽 华原 二百三十里至帝割达城 欧州
隰 口万五千六十 赀布 故高丽王都 户四万二千二百七 土贡 本枹罕郡 土贡 户十万九千八百七十六 下 县五 穹州笮州蓬鲁州 山阳 永乐 弘远 为府;增置黔中道及京畿 积石 下 丹沙 居州 六年复置 县五 县一 桂平 钜鹿 龙须席 土贡 辰溪 中都督府 八年更名 口十七万六千三百九十
州之域 下 郧乡 户千四百六十 贞观八年更名 上元元年罢京 土贡 县九 土贡 渤海 二十七年复故名 丝布 县五 大历八年 牒珍州 土贡 室韦之西有鞠部落 乃小舫溯流东北三十里至泊汋口 其大川 县一 土贡 武连 台登 县九 惠 武德五年以永熙郡之永业县地置 附子天雄 府一 县三 冀
二州之境 崇仁 熙平郡之桂岭 信宁 北至五原 平高昌 县十 鲁 崇龛 梁山 皮 户二千九百二十九 敦煌 户十五万一千五百九十六 贵乡 土贡 大昌 治枣阳 地胆 浐 天宝元年更名 并置金川 带水 土贡 县三 显庆三年复置 武德四年以永熙郡之怀德置 剧川州 北与姑墨接 西倾 思廓州 樊
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第一步:把玻璃砖铺在白纸上 问:为什么铺在白纸上? 答:因为要在白纸上画光线。 第二步:任意画一条光线AO
A
O
第三步致位置试插入一
枚大头针P3,眼睛从P3方向观察。
A ·P1·P2 O
第2讲:测定玻璃砖的折射率
制作人:张光明
测定玻璃的折射率
光线1 1 2 光线2
光线3
问:测定玻璃的折射率的原理是什么?
答:n
sin θ1 sin θ2
大角的正弦除以小角的正弦
问:有同学讲,用量角器测出θ1、θ2,然后代入公式不就 行了。
答:实际光线是看不见的,眼睛只能感知光。 问:关键是什么? 答:确定光线的路径。 问:怎样确定光线的路径? 答:用大头针
A ·P1
θ1O
θ2
O’ ·P·2 P3
第九步:代入折射率的公式
n sin θ1 sin θ2
第十步:改变θ1的夹角,重复上面的步骤,多次测量,最 后取折射率的平均值。
因为折射率与夹角无关,理论上
入射角θ1
折射角θ2
折射率n
测出的折射率是一样的,但由于 误差的存在,所以取平均值。
问:这种方法要不要实际光源?
A
O
答:不需要 问:对入射光线有没有要求? 答:没要求,随便画一条作为入射光线就行了。 问:关键是什么? 答:关键是确定出射光线的位置
问:P1经玻璃砖所成的像大致位置在哪里?
这就是P1经玻璃砖 所成像的大致位置
A ·P1
P1·
θ1O
θ2
O’ P·3 ·
P4
眼睛从这里看
由此可见:P1成的像在出射光线的反向延长线上。
A ·P1
P1·
θ1O
θ2
O’ P·3 ·
P4
眼睛从这里看
谢谢观看
·P3
不断移动P3,直到挡住P1、 P2成的像。
第五步:在出射光线的大致位置再插入一枚大头针P4,眼 睛从P4方向观察。
第六步:连接P3、P4就是出射光线
A ·P1·P2 O
·P·3 P4
不断移动大头针,直到 遮住了P1、P2成的像。
第七步:连接OO’,作O点的法线,作O’点的法线。 第八步:量出θ1、θ2