学生实验测定玻璃的折射率
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。
实验15 测定玻璃的折射率
第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
关键能力
对应演练
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(1)在图上画出对应的光路。
(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB为分界面,需要测量
的量是
,在图上标出它们。
(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n=
。
(4)若在描绘三棱镜轮廓的过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的
平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),
第十五章
实验15 -
六、误差分析 1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故在入射侧和出 射侧所插两枚大头针的间距应大一些。 2.入射角和折射角的测量造成误差。入射角应适当大一些,可以 减小测量的相对误差。
第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
测量值比真实值大。
第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
关键能力
对应演练
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3.(2018·内蒙古松山月考)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,在纸上标出的大 头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图甲所示。
第十五章
实验15 测定玻璃的折射率
必备知识
关键能力
对应演练
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(1)在图上画出所需的光路。
(2)为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有
(要求
在图上标出)。
(3)写出计算折射率的公式n=
测玻璃折射率实验报告
一、实验目的1. 理解光的折射现象,掌握折射定律。
2. 学会使用折射仪测定玻璃的折射率。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
折射率是描述介质折射能力的物理量,通常用n表示,其定义式为:n = sinθ1 / sinθ2其中,θ1为入射角,θ2为折射角。
本实验采用折射仪测定玻璃的折射率,通过测量入射角和折射角,利用折射定律计算出玻璃的折射率。
三、实验仪器与材料1. 折射仪2. 玻璃砖3. 精密刻度尺4. 计算器5. 实验记录表四、实验步骤1. 将玻璃砖放置在折射仪的测量平台上,确保玻璃砖与测量平台平行。
2. 打开折射仪电源,预热5分钟。
3. 将精密刻度尺固定在折射仪的入射光路中,调整刻度尺,使入射光线垂直照射到玻璃砖上。
4. 读取入射角θ1,记录在实验记录表中。
5. 将精密刻度尺移动到折射光路中,调整刻度尺,使折射光线垂直照射到玻璃砖上。
6. 读取折射角θ2,记录在实验记录表中。
7. 重复步骤4-6,共测量5次,取平均值作为最终结果。
五、数据处理与结果分析1. 计算每次测量的折射率n,公式为:n = sinθ1 / sinθ22. 计算折射率的平均值,公式为:n_平均 = (n1 + n2 + n3 + n4 + n5) / 53. 结果分析:将实验测得的折射率与玻璃的标准折射率进行比较,分析误差产生的原因。
六、实验结果实验测得的玻璃折射率平均值为1.516,与玻璃的标准折射率1.523相近,说明本实验测量结果准确可靠。
七、实验总结1. 通过本实验,掌握了折射定律的应用,了解了折射仪的使用方法。
2. 提高了实验操作能力和数据处理能力,培养了严谨的科学态度。
3. 了解了误差产生的原因,为今后实验研究提供了有益的参考。
八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,避免损坏实验仪器。
2. 确保玻璃砖与测量平台平行,以免影响测量结果。
2.学生实验:测定玻璃的折射率
说课稿实验:测玻璃砖的折射率各位评委、老师:大家好!我是地区实验中学高中物理教师卢桦静。
今天我说课的题目是:实验-测玻璃砖的折射率我的说课内容分为五部分:一、教材分析;二、目标和重难点分析;三、学情和教法分析;四、教学过程;五、反思和改进。
第一部分:教材分析1、实验在课本中的位置:本节实验课是人民教育出版社普通高中物理选修3-4第十三章第一节“光的反射和折射”中的一个实验。
在学习了折射率之后,通过实验测介质的折射率,让学生体会理论学习在实际中的引用。
2、在考纲中的位置:该实验是高考大纲选修3-4中要求学生独立完成的实验之一,根据考纲要求学生要明确实验目的、理解实验原理和方法、会使用仪器、处理数据、得出结果。
3、高考的考察方向,在历年的高考试题中,该实验多以实验现象分析和计算折射率的考察为主:这就要求学生要会分析不当操作带来的错误结果、通过该实验的学习提升学生的实验能力,会分析计算其他形状介质的折射率。
第二部分:目标及重难点分析教学目标分析(一)知识与技能:1、明确实验目的、理解实验原理和方法。
2、学会观察分析实验现象,记录处理实验数据、得出结论。
3、掌握实验过程、能分析误差和注意事项。
(二)过程与方法:1、学会使用插针法确定光路,并能正确画出光路图。
2、会用查表法、单位圆法处理数据,计算得出玻璃砖的折射率。
(三)情感态度价值观:通过教师引导、学生动手完成实验,培养学生观察现象、分析处理数据和动手实践能力。
重难点分析(一)教学重点:1、理解实验原理和方法(折射率公式)。
2、掌握实验过程(插针法、光路图)。
3、处理实验数据(查表法和单位圆法)(二)教学难点:1、分析实验误差和错误,总结实验过程中的注意事项。
第三部分:学情和教法分析根据我校学生的实际情况分析如下:1、知识基础:该实验是在学生学习了“光的反射和折射”之后安排的,学生已经掌握了光的折射率的相关知识、具有理解实验原理、会画折射光路图、能计算折射率的知识基础。
测定玻璃的折射率实验报告
测定玻璃的折射率实验报告测定玻璃的折射率实验报告引言:折射率是光线从一种介质射入另一种介质时发生折射的现象,是光在不同介质中传播速度的比值。
测定玻璃的折射率是物理实验中常见的一项实验,通过测量光线从空气射入玻璃中的折射角和入射角,可以得到玻璃的折射率。
本实验旨在通过测定不同角度下光线的折射角和入射角,计算出玻璃的折射率,并探究光在玻璃中传播的规律。
实验装置和原理:实验中所用的装置包括一束光源、一块玻璃板、一支直尺和一个测角器。
光线从光源射入玻璃板,经过折射后,形成折射光线。
根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系可以用下式表示:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中,n1和n2分别表示光在空气和玻璃中的折射率,θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
实验步骤:1. 将玻璃板放置在水平桌面上,并用直尺固定住。
2. 将光源放置在玻璃板的一侧,使光线垂直射入玻璃板。
3. 在玻璃板的另一侧,使用测角器测量入射角和折射角。
4. 重复步骤3,分别测量不同入射角下的折射角。
5. 记录实验数据。
实验数据:根据实验步骤所述,我们进行了多次实验,测量了不同入射角下的折射角,并记录了相关数据。
以下是我们测量的一组数据:入射角(°)折射角(°)10 620 1230 1840 2450 30数据处理与结果分析:根据实验数据,我们可以计算出玻璃的折射率。
通过将入射角和折射角代入光的折射定律公式,我们可以得到以下结果:入射角(°)折射角(°)折射率10 6 1.6720 12 1.6730 18 1.6740 24 1.6750 30 1.67通过对多组实验数据的处理,我们可以发现,在不同的入射角下,折射率保持不变。
这说明玻璃的折射率是一个固定的值,与入射角无关。
这个结果与我们的预期相符,也符合光的折射定律。
实验误差分析:在实验过程中,由于测量仪器的精度限制以及操作者的误差,可能会导致实验数据存在一定的误差。
实验14 测量玻璃的折射率
实验测量玻璃的折射率测量玻璃的折射率。
计算玻璃折射率。
如图所示,用插针法确定入射角和折射角,根据n=sinθ1sinθ2两侧面平行的玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、刻度尺、铅笔。
1.把白纸用图钉钉在木板上。
2.用刻度尺在纸面上作一条直线aa′,过aa′上一点O作垂直于aa′的线段NN′,再过O点作一条线段AO,并使∠NOA即θ1适当大些。
3.在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2,并使间距适当大些,在白纸上沿直线aa′放上被测玻璃砖。
4.沿玻璃砖的另一个侧面再作一条直线bb′。
5.在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地插一枚大头针P3,使P3恰好能同时挡住aa′一侧所插的大头针P2、P1的像。
接着,在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4,使P4能挡住P3本身以及P1、P2的像。
6.标记下P1、P2、P3、P4的位置,移去玻璃砖,拔去大头针,过P3、P4作一条直线O′B,交bb′于O′点,连接OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线,折射角为θ2。
7.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小,记入表格内。
8.用上述方法分别测出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记入表格里。
算出各不同入射角时sinθ1sinθ2的值,求出它们的平均值,就是这块玻璃的折射率。
求折射率的四种方法1.计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,算出不同入射角时对应的sinθ1sinθ2,并取平均值。
2.图像法:多次改变入射角θ1,测出对应的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2图像,由n=sinθ1sinθ2可知图像应为一条过原点的直线,如图所示,其斜率就是玻璃的折射率。
3.辅助线段法:利用直尺作辅助线,测出辅助线的长度,求玻璃的折射率。
如图所示,作辅助线AB垂直于OB,量出AB、OA,作辅助线CD垂直于OD,量出CD、OC,则sinθ1=ABOA,sinθ2=CDOC,即可求出:n=sinθ1sinθ2=AB·OCOA·CD。
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。
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。
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。
原创3:实验十四 测定玻璃的折射率
减小误差,应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来
测量。
[解析]
(1)由折射率公式可得 n=ssiinn
90°-θ1 90°-θ2
=ccooss
θ1 θ2
(2)玻璃砖的宽度越大,出射光线的侧移量越大,玻璃砖中
折射光线的误差越小,所以应选用宽度大的玻璃砖来测量。
[答ห้องสมุดไป่ตู้]
cos (1)cos
(3)光斜射入两底面平行的玻璃砖一个表面,折射光线会从另一个 表面平行原入射光线射出玻璃砖。图中两条平行光线入射,P1P2 左边的光线会从梯形玻璃砖另一底面平行射出,且通过 B;而光 线 P1P2 将由梯形玻璃砖侧面出射,方向为 P3 和 A 的连线。
答案:(1)见解析图 (2)1.51 (3)A
2.(2012·浙江高考)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,如图实-14-8甲所示。
图实-14-8
(1)在下图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);
图实-14-9
(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了
答案:光学 d e
6.如图实-14-14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、 图实-14-14 P2的像,连接OP3,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。
尺测出EH、E′H′的长度就可以求出n。
玻璃折射率的测定-物理实验报告
玻璃折射率的测定-物理实验报告玻璃折射率的测定物理实验报告一、实验目的1、掌握用插针法测定玻璃折射率的方法。
2、加深对折射率概念的理解。
二、实验原理当光线从空气射入玻璃时,入射角i 与折射角r 之间满足折射定律: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、实验器材一块长方形玻璃砖、白纸、大头针四枚、铅笔、直尺、量角器。
四、实验步骤1、将白纸平铺在水平桌面上,把玻璃砖平放在白纸上,用铅笔在玻璃砖的一侧画出边界线 AB。
2、在线段 AB 上间隔适当距离插上两枚大头针 P1 和 P2 。
3、眼睛在玻璃砖另一侧透过玻璃砖观察大头针 P1 和 P2 的像,调整视线方向,直到 P1 的像被 P2 的像挡住。
4、在眼睛这一侧再插上两枚大头针 P3 和 P4 ,使 P3 挡住 P1 和 P2 的像,P4 挡住 P3 及 P1 和 P2 的像。
5、移去玻璃砖,分别过 P3 和 P4 作直线与玻璃砖的边界线交于 O1 和 O2 两点,连接 O1O2 即为入射光线在玻璃砖内的折射光线。
6、用量角器测量入射角 i 和折射角 r 。
7、改变入射角,重复上述步骤多次,测量多组入射角和折射角的数据。
五、实验数据记录与处理|实验次数|入射角 i (度)|折射角 r (度)| sin i | sinr | n = sin i / sin r ||||||||| 1 | 30 | 18 | 050 | 031 | 161 || 2 | 40 | 25 | 064 | 042 | 152 || 3 | 50 | 30 | 077 | 050 | 154 || 4 | 60 | 35 | 087 | 057 | 153 || 5 | 70 | 40 | 094 | 064 | 147 |计算每次测量得到的折射率 n 的平均值:n =(161 + 152 + 154 + 153 + 147)/5 ≈ 153六、实验误差分析1、测量入射角和折射角时存在误差,可能是量角器的精度不够或者读数不准确。
《测定玻璃的折射率》 作业设计方案
《测定玻璃的折射率》作业设计方案一、作业目标1、让学生理解折射率的概念和物理意义。
2、使学生掌握测定玻璃折射率的实验原理和方法。
3、培养学生的实验操作能力、数据处理能力和分析问题的能力。
4、激发学生对物理实验的兴趣,提高学生的科学素养。
二、作业内容(一)实验原理当光线从空气射入玻璃时,入射角 i 与折射角 r 之间存在一定的关系,折射率 n 可以通过公式 n = sin i / sin r 计算得出。
(二)实验器材玻璃砖、白纸、大头针、直尺、铅笔、量角器。
(三)实验步骤1、将白纸平铺在水平桌面上,用铅笔在白纸上画一条直线 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,并画出玻璃砖的另一个长边 bb'。
3、在直线 aa'一侧插上两枚大头针 P1 和 P2,使 P1 和 P2 的连线与aa'的夹角适中。
4、眼睛在直线 aa'的另一侧透过玻璃砖观察大头针 P1 和 P2 的像,调整视线角度,直到看到 P1 和 P2 的像重合。
5、在玻璃砖另一侧插上大头针 P3,使 P3 挡住 P1 和 P2 的像。
6、再插上大头针 P4,使 P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像。
7、移去玻璃砖,分别过 P3 和 P4 作直线,与玻璃砖的两个长边 bb'分别交于 C 和 D 两点。
8、用铅笔连接 C、D 两点,即为光线在玻璃砖中的折射光线。
9、用量角器测量入射角 i 和折射角 r,重复测量多次,求出平均值。
10、根据公式 n = sin i / sin r 计算玻璃的折射率。
(四)数据处理1、设计数据记录表格,记录每次测量的入射角 i 和折射角 r。
2、计算每次测量的折射率 n,并求出平均值。
3、分析数据误差的来源,如测量角度的误差、玻璃砖放置不平整等。
(五)思考与讨论1、实验中,为什么要选择玻璃砖而不是平面镜?2、如何减小实验误差?3、如果光线不是从空气射入玻璃,而是从玻璃射入空气,实验方法是否相同?折射率的计算是否有变化?三、作业要求1、学生独立完成实验操作和数据记录。
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。
高中物理光的折射学生实验:测定玻璃的折射率教师用书教科版复习
学生实验:测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率.二、实验原理用插针法确定光路,找出与入射光线相对应的玻璃中的折射光线,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 i/sin r.三、实验器材两对面平行的玻璃砖一块,大头针四枚,白纸一张,直尺一把或三角板一个,量角器一个.一、实验步骤1.先在白纸上画一条直线EE′,代表两种介质的分界面;再画出一直线段AB代表入射光线;然后画出分界面上B点处的法线NN′,如图421所示.测定玻璃的折射率图4212.把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与EE′对齐.用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出直线FF′代表玻璃砖的另一边.3.在直线AB上竖直地插上两枚大头针G1、G2,放回玻璃砖,然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像,调整视线方向,直到G1的像被G2挡住.4.再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G3、G4,用G3挡住G1和G2的像,用G4挡住G3以及G1、G2的像.5.移去大头针和玻璃砖,过G3、G4的插点画直线CD,与FF′相交于C点,直线CD就表示沿直线AB 入射的光线透过玻璃砖后的光线.连接BC ,BC 就是玻璃砖内折射光线的路径.6.用量角器测出入射角i 和折射角r ,从三角函数表中查出它们的正弦值.7.通过上面的步骤分别测出入射角为15°、30°、45°、60°、75°时的折射角,并查出它们相应的正弦值.二、数据处理及误差分析此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,找出入射角和折射角的正弦值,再代入n =sin i sin r 中求玻璃的折射率.除运用此方法之外,还有以下处理数据的方法. 1.处理方法一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422所示.图422由于sin i =CC ′CO ,sin r =DD ′DO, 而CO =DO ,所以折射率:n 1=sin i sin r =CC ′DD ′. 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.2.处理方法二根据折射定律可得n =sin i sin r. 因此有sin r =1nsin i . 根据所量得的角度的正弦值作出sin r -sin i 图像,如图423所示,则图线的斜率的倒数即为折射率.这样也可以减小误差.图423设斜率为k ,则k =1n ,所以n =1k. 三、注意事项1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,同侧两针之间的距离要稍大些.2.入射角应适当大些,以减小测量角度的误差,但也不宜太大,入射角太大,在玻璃砖的另一侧会看不清大头针的像.3.操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面,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.玻璃砖应选择宽度较大的,一般要求在5 cm 以上,若宽度太小,则测量误差较大.6.入射点应尽量靠近玻璃砖上界面的左侧,使之在玻璃砖的另一侧能够找到对应的出射光线.实验探究1 实验原理及数据处理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P 3和P 4,使P 3挡住P 1和P 2的像,P 4挡住P 3以及P 1和P 2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图424甲所示(O 为两圆弧圆心,图中已画出经过P 1、P 2点的入射光线).(1)在图上补画出所需的光路;(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角和折射角,请在图中的AB 分界面上画出这两个角;(3)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图424乙所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率n =________.图424【解析】 (1)连接P 3、P 4与CD 交于一点,此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置,又由于P 1、P 2的连线与AB 的交点即为光线进入玻璃砖的位置,连接两点即可作出玻璃砖中的光线,如图所示.(2)连接O 点与光线在AB 上的入射点即为法线,作出入射角和折射角如图中i 、r 所示.(3)图像的斜率k =sin i sin r=n ,由题意乙可知斜率为1.5,即玻璃的折射率为1.5. 【答案】 (1)见解析图 (2)见解析图 (3)1.5某同学由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O 点为圆心,10.00 cm 长为半径画圆,分别交线段OA 于A 点,交O 和O ′连线延长线于C 点,过A 点作法线NN ′的垂线AB 交NN ′于B 点,过C 点作法线NN ′的垂线CD 交NN ′于D 点,如图425所示,用刻度尺量得OB =8.00 cm ,CD =4.00 cm ,由此可得出玻璃的折射率n =________.图425【解析】sin θ1=AB /AO ,sin θ2=CD /OC ,而n =sin θ1/sin θ2=AB AO ·OC CD ,因为AO =OC ,所以n =AB /CD = 102-82/4=1.5.【答案】 1.5实验探究2 实验误差的分析在利用插针法测定玻璃折射率的实验中:(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa ′和bb ′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa ′方向平移了少许,如图426所示.则他测出的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”);(2)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa ′、bb ′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图426乙所示,则他测得的折射率________(填“偏大”“偏小”或“不变”).图426【解析】 (1)如图甲所示,甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角、折射角没有受到影响,因此测得的折射率将不变.(2)如图乙所示,乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,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.【答案】(1)不变(2)偏小。
4.2学生实验:测定玻璃的折射率导学案
4.2学⽣实验:测定玻璃的折射率导学案§4.2 学⽣实验:测定玻璃的折射率导学案班级:________ 姓名:________ 组别编号:______【学习⽬标】1.掌握测定玻璃折射率的原理.2.学会插针法测定玻璃的折射率.【重点难点】1.折射光线的确定.2.实验的正确操作及减⼩误差的⽅法.【⾃主学习】⼀、实验⽬的:测定玻璃的折射率.⼆、实验原理如图所⽰,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 =_____ 算出玻璃的折射率.三、实验器材:________、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_____固定在⽊板上.2.在⽩纸上画⼀条直线aa ′代表两种介质的______,过aa ′上的⼀点O 画出界⾯的法线NN ′,并画⼀条线段AO 作为__________.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______地插上两枚⼤头针G 1、G 2.5.在玻璃砖bb ′⼀侧透过玻璃砖观察⼤头针G 1、G 2的像,调整视线的⽅向直到G 1的像被G 2的像挡住;再在bb ′⼀侧插上两枚⼤头针G 3、G 4,使G 3能挡住G 1、G 2的像,G 4能挡住G 1、G 2的像及G 3本⾝.6.移去玻璃砖,在拔掉G 1、G 2、G 3、G 4的同时分别记下它们的位置.过G 3、G 4作直线O ′B 交bb ′于O ′,连接O 、O ′,OO ′就是玻璃砖内__________的⽅向,∠AON 为⼊射⾓θ1,∠O ′ON ′为折射⾓θ2.7.⽤_______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12sin sin θθ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_______,五、光的⾊散现象:1.定义:复⾊光在通过透明介质以后分解成_____光的现象,叫光的⾊散。
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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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
________.。