学生实验测定玻璃的折射率

2 学生实验:测定玻璃的折射率

知识点一实验步骤、注意事项和误差分析

1．为了使测量结果更精确可以采取的办法是()．

A．多次测量取平均值

B．插针间距适当大些

C．插针间距尽量小些

D．入射角尽量大些

2．测定玻璃砖折射率的实验如图4-2-5所示，把玻

璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三

条直线，它们分别是______、______、________，

最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4

的位置决定了光线________的方位，从而确定了

折射光线________的方向．

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4-2-6中①②③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，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？

4．(2012·重庆卷，22)如图4-2-7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4-2-7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．

5．某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图4-2-8所示．

(1)在图上画出所需的光路．

(2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有________(要求在图上标

出)．

(3)测出的折射率n＝________.

知识点二数据处理

6．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算．根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确．

甲同学设计的表格是：

次数入射角

θ1

sin θ1

折射角

θ2

sin θ2n n

130°0.50020.9°0.357 1.40

1.40 245 °0.70730.5°0.508 1.39

360°0.86638.0°0.616 1.41

次数123角平均值正弦值n 入射角θ130°45°60°45°0.707

1.42 折射角θ220.9°30.5°38.0°28.8°0.497

(2)根据你的选择，请利用恰当的图像求出玻璃的折射率.

7．如图4-2-9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，如图放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P3、P4大头针.

(1)其中他确定P3大头针位置的方法应当是：________.

(2)若该同学实验操作规范准确，其记录的情况如图所示，该同学还用圆规做

了一个以O为圆心，半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)，请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率，写出必要的计算过程．

8.如图4-2-10所示，是利用插针法测定玻璃砖的

折射率的实验得到的光路图．玻璃砖的入射

面AB和射出面CD并不平行，则：

(1)出射光线与入射光线还平行吗？

(2)以入射点O为圆心，以R＝5 cm长度为半

径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OO′的延长线交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，测得MN＝1.68 cm，EF＝1.12 cm，该玻璃砖的折射率n是多少？

9．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、

P1和P2的像，在纸上标出大头针的位置和三棱镜

的轮廓如图4-2-11所示．

(1)在图中画出所需的光路；

(2)为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量哪些物理量？在图中标出它们；

(3)计算折射率的公式是n＝________.

10．将直角坐标系和等腰直角棱镜ABO如图4-2-12所示放置，

腰长为16 cm.为了测棱镜的折射率，从OB边D点注视A

棱，分别在D、E点插两枚大头针，且A点的像在DE的

直线上，取走棱镜延长DE交x轴于C点，若D、C两点

的位置坐标分别为(0,12)和(9,0)，由此可求棱镜的折射率为

________．