高中物理实验测定玻璃的折射率

P3
bc交于O1点 ，连接OO1，OO1 就是入射光线AO在玻璃砖内
P4的折射光线的方向。入射角
A1 θ1=∠AON,折射角θ2=∠O1ON1
合作探究——实验原理
问题3：为什么“插针法”确定的P3、P4连线就是出 射光线？
实验注意事项 问题4：怎样用手拿玻璃砖？
这样会弄脏透光面，影响实验
1.手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面
实验注意事项 问题:5：能否把玻璃砖当尺子用？
这样会损坏玻璃砖
2.画边界线时描两点确定边界线
实验注意事项 问题6：眼睛怎样观察大头针？
3.用眼睛与玻璃砖平行观察大头针是否在一条线上
实验注意事项 问题7：入射角是否可以太小或者太大？
4.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）
反馈练习
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所示，①、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′为界面画光路图．则
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 ________(填“偏大”“偏小”或“不 变”)．
【随堂检测】
【2016·四川卷】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，做出sin i-sin r图像如图乙所 示。则（ ）
A．光由A经O到B，n=1.5 B．光由B经O到A，n=1.5 C．光由A经O到B，n=0.67 D．光由B经O到A，n=0.67
两条与法线垂直的线段，量出 两条线段长度,则n＝CC1/DD1
拓展： 等距离节点作图法
拓展延伸
例1：某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操 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bb′不平行，请问他测的折射率受影响吗？
拓展延伸
问题10：用插针法能测玻璃三棱镜的折射率吗？ 用插针法能测半圆形玻璃的折射率吗？
合作探究——误差分析
问题11：本实验的误差来源可能有哪些？
拓展延伸
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
（什1么）方在A法O线确段定上光竖路直？插上两
枚大头针P1P2
P1 P2 O
O1
（2）透过玻璃砖，在玻璃砖
的bc侧观察P1、P2的像，调整
视线方向直到P2的像挡住P1的 像。再在bc侧竖直插上大头针
P3问，题使P23：挡在住实P1P验2在中的怎像样。用
同插住（确 出 折样上P3）3定 射 射本的大过身入 光 光方头P和法针3射 线 线、P在P光 呢OP14P，14玻作2A线 ？的1使璃直，像AP砖从O线4。能对的而O1应同bA确c1侧时的与定再挡
__
θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 n
n
1
2
3
拓展： 图象法：作sinθ1－sinθ2
图象，其斜率为折射率．
合作探究——数据处理
问题9：量角度查表法在操作中会遇到什么困难? 你还有没有其它的数据处理方法？
数合据作处探理究的—方—法数据处理
方问法题29：：“量单角位度圆查”作表图法法在 以操入作射中点会O遇为圆到心什，么以困一难定?长度 R你为还半有径没画圆有，其与它入的射数、据折处射光 线理相方交法于？C、D两点，从交点作
课前复习
A
N
真
O 真空（空气）
介质
1：折射率n的定义式
介 B
N'
n sin真 决定式 s in 介
2：在光的折射现象中，光路是否可逆？
n= ？cv
实验 测定玻璃的折射率
自主学习——实验原理
n sin真
A
问题1：你sin认介为测
玻“璃插的针折法射”率确适定合光路 用哪个公式呢？用
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，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：
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角 为30°，则P3处所对应的折射率的值
为________．
(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应
的折射率值大？ 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________．
答案：(1)1.73 (2)P4 (3)1
课堂小结
实 验 测 定 玻 璃 的 折 射 率
应用插针法确定出射光线 数据处理的两种方法 简单的误差分析
【课下思考】
【创新题型】 【2014·北京卷】 以往，已
实验注意事项
5.可在一张白纸上作出三条入射光线，但重复实验时应将 每次实验所得的插孔进行编号，以免造成混乱
6.画出玻璃砖的边线后，在插针的过程中玻璃砖不能移动 （移动会改变光路图 ） 7.插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）
数据合处作理探的究方—法—数据处理
方问法题18：：量画角好度光查路表计图算后法需要测哪些物理量？怎样求折射率？
总结：只要能用插针法确定出射光线，就可用插针 法测不同形状玻璃的折射率。
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合作探究——分组实验
实验器材： 玻璃砖、白纸一张、硬纸板、大头针四枚、曲别针四 枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔． 实验操作：限时十分钟
拓展延伸
例2：用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。将半圆形玻璃砖平放在白 纸上，在白纸上先画出玻璃砖的轮廓，并确定其圆心o的位置。再画出 一条通过圆心o的直线，将两枚大头针p1p2竖直插在这条直线上，如图 所示。为了确定入射光线所对应的折射光线，至少需要在玻璃砖另一 侧插入几根大头针？