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针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面相交于D,量出该直线
(2)应改正为:________________________________.
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解析:(1)错误或不妥之处是③④⑤ (2)③中应先画出一条直线,把玻璃砖的一边与其重合,再使直
尺与玻璃砖的界面对齐,移开玻璃砖后再画边界线;④中入 射角要取0°以外的三组数据;⑤中大头针要竖直插牢,观察 时看针脚是否在同一条直线上
第三讲 实验:测定玻 璃的折射率
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考点精析 一､实验目的 掌握测定折射率的方法,会测定玻璃的折射率. 二、实验原理 如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移.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′,量出入射角i和折
射角r,据 n 计s i算n i出玻璃的折射率. s in r
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3.(2011年高考命题专家原创)如图所示是一透明的圆柱体,其半径为R.现 要测其折射率,某同学利用玩具激光器等器材,仅用量角器测量入射角, 就计算出了它的折射率.他的主要实验步骤如下,请将操作步骤C补充完 整,并在图中作出光路图,写出折射率的表达式.
A.用圆规在白纸上画半径为R的圆,并画出一条直径AB; B.透明的圆柱体放在白纸上,使其边缘与半径为R的圆重合; C.让激光束平行AB射向圆柱体,调整入射光线的 入射点,使________________; D.记下入射点,画出入射角; E.用量角器测量入射角α,则折射率的表达式为______.
答案:B
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2.在用插针法测定玻璃的折射率的实验中,某同学操作步骤如下:
①将记录光路的白纸铺放在平板上;
②手拿玻璃砖的毛面或棱,将其轻放在白纸上;
③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′;
④在aa′上选择一点O,作为不同入射角的入射光线的共同入射点,画出入射角θ1分别为 0°、30°、45°的入射光线;
⑤用插针法“分别得到各条入射光线的出射光线,观察时着重看大头针针帽是否在一条 直线上,取下玻璃砖、大头针,连接各针孔,发现所画折射光线中有两条相交,量出各 个折射角θ2; ⑥按公式分别计算 s i n 1 , 取三个值的算术平均值. sin 2
(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是:__________.
三、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.
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四、基本操作 1.在平板上铺白纸并用图钉固定.按上图那样,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. 2.把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一边跟aa′重合,再画出玻璃砖的另一边bb′. 3.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,并使它们距离远一些,P2距玻璃砖近一些. 4.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的像挡住为止,再在观察这 一侧插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像及P3本身, 注意使P3距玻璃砖 近些,P4距P3远些. 5.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记录它们的位置,过P3、P4作直线O′B交bb′于 O′,连接OO′,OO′就是折射光线的方向.∠AON为入射角,∠O′ON′为折射角. 6.用量角器量出入射角和折射角的度数,查出它们的正弦值,并把这些数据填入表格里. 7.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. 8.算出不同入射角时sini/sinr的值,求出几次共实1验9 页中sini/sinr的平均值就是玻璃的折射率. 3
s in r
___________.
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解析:(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线,经玻璃砖折射后,折射光线 不能与入射光线平行(过圆心的光线除外),A错. (2)测量较准确的是图D,因B图的入射光线经过圆心,出射光线没有发生折 射,C图的入射光线离圆心太近,射到圆界面上时,入射角太小不易测量,会 产生较大的误差.测量出入射角i与折射角r后,由折射定律求出折射率
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解析:测折射率的关键是定点,以确定折射光线测量折射角.该同
学没有定点,说明折射光线过B点,且折射角与入射角有定量关系.
设光线P经透明的圆柱体折射后经过B点,光路图如图所示.
由几何关系知:α=2θ,由折射率的定义式得:
答案:光路图如下图所示 折射光线过B点?
n
sin sin
.
2
nssiinn
n sini . sin r
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典例剖析 考点 测定玻璃砖的折射率
【例】 如图所示为用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC;在垂直于AC
面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针
P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像__被__P_2_的__像___挡__住_,再在观察的这一 侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3_挡__住___P_1_和__P__2的___像, P4__挡__住__P__1、___P_2_的__像___和__P_3,记下P3、P4的位置,移去大头
考题精练
1.一束复色光由空气射 向一块平行平面玻璃 砖,经折射分成两束单 色光a、b.已知a光的 频率小于b光的频率. 下列哪个光路(如图) 可能是正确的 ( )
Biblioteka Baidu
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解析:任何光线透过平行玻璃砖后,透射光线都要与原光线方 向平行知C、D选项错误;又因为a的频率小于b的频率,可知 a的折射率小于b的折射率,a的折射角大于b的折射角,所以 A选项错B选项对.
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4.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃砖 截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图所示的四 个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果:
(1)在这四个图中肯定把
针插错了的是___A_____.
(2)在这四个图中可以比 较准确地测出折射率的
是____D___,计算玻璃的 折射率的公式是n s i n i
(2)应改正为:________________________________.
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解析:(1)错误或不妥之处是③④⑤ (2)③中应先画出一条直线,把玻璃砖的一边与其重合,再使直
尺与玻璃砖的界面对齐,移开玻璃砖后再画边界线;④中入 射角要取0°以外的三组数据;⑤中大头针要竖直插牢,观察 时看针脚是否在同一条直线上
第三讲 实验:测定玻 璃的折射率
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考点精析 一､实验目的 掌握测定折射率的方法,会测定玻璃的折射率. 二、实验原理 如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移.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′,量出入射角i和折
射角r,据 n 计s i算n i出玻璃的折射率. s in r
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3.(2011年高考命题专家原创)如图所示是一透明的圆柱体,其半径为R.现 要测其折射率,某同学利用玩具激光器等器材,仅用量角器测量入射角, 就计算出了它的折射率.他的主要实验步骤如下,请将操作步骤C补充完 整,并在图中作出光路图,写出折射率的表达式.
A.用圆规在白纸上画半径为R的圆,并画出一条直径AB; B.透明的圆柱体放在白纸上,使其边缘与半径为R的圆重合; C.让激光束平行AB射向圆柱体,调整入射光线的 入射点,使________________; D.记下入射点,画出入射角; E.用量角器测量入射角α,则折射率的表达式为______.
答案:B
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2.在用插针法测定玻璃的折射率的实验中,某同学操作步骤如下:
①将记录光路的白纸铺放在平板上;
②手拿玻璃砖的毛面或棱,将其轻放在白纸上;
③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′;
④在aa′上选择一点O,作为不同入射角的入射光线的共同入射点,画出入射角θ1分别为 0°、30°、45°的入射光线;
⑤用插针法“分别得到各条入射光线的出射光线,观察时着重看大头针针帽是否在一条 直线上,取下玻璃砖、大头针,连接各针孔,发现所画折射光线中有两条相交,量出各 个折射角θ2; ⑥按公式分别计算 s i n 1 , 取三个值的算术平均值. sin 2
(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是:__________.
三、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.
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四、基本操作 1.在平板上铺白纸并用图钉固定.按上图那样,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. 2.把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一边跟aa′重合,再画出玻璃砖的另一边bb′. 3.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,并使它们距离远一些,P2距玻璃砖近一些. 4.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的像挡住为止,再在观察这 一侧插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像及P3本身, 注意使P3距玻璃砖 近些,P4距P3远些. 5.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记录它们的位置,过P3、P4作直线O′B交bb′于 O′,连接OO′,OO′就是折射光线的方向.∠AON为入射角,∠O′ON′为折射角. 6.用量角器量出入射角和折射角的度数,查出它们的正弦值,并把这些数据填入表格里. 7.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. 8.算出不同入射角时sini/sinr的值,求出几次共实1验9 页中sini/sinr的平均值就是玻璃的折射率. 3
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解析:(1)垂直射入半圆柱玻璃砖平面的光线,经玻璃砖折射后,折射光线 不能与入射光线平行(过圆心的光线除外),A错. (2)测量较准确的是图D,因B图的入射光线经过圆心,出射光线没有发生折 射,C图的入射光线离圆心太近,射到圆界面上时,入射角太小不易测量,会 产生较大的误差.测量出入射角i与折射角r后,由折射定律求出折射率
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解析:测折射率的关键是定点,以确定折射光线测量折射角.该同
学没有定点,说明折射光线过B点,且折射角与入射角有定量关系.
设光线P经透明的圆柱体折射后经过B点,光路图如图所示.
由几何关系知:α=2θ,由折射率的定义式得:
答案:光路图如下图所示 折射光线过B点?
n
sin sin
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典例剖析 考点 测定玻璃砖的折射率
【例】 如图所示为用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC;在垂直于AC
面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧透过棱镜观察大头针
P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像__被__P_2_的__像___挡__住_,再在观察的这一 侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3_挡__住___P_1_和__P__2的___像, P4__挡__住__P__1、___P_2_的__像___和__P_3,记下P3、P4的位置,移去大头
考题精练
1.一束复色光由空气射 向一块平行平面玻璃 砖,经折射分成两束单 色光a、b.已知a光的 频率小于b光的频率. 下列哪个光路(如图) 可能是正确的 ( )
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解析:任何光线透过平行玻璃砖后,透射光线都要与原光线方 向平行知C、D选项错误;又因为a的频率小于b的频率,可知 a的折射率小于b的折射率,a的折射角大于b的折射角,所以 A选项错B选项对.
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4.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃砖 截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直,如图所示的四 个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果:
(1)在这四个图中肯定把
针插错了的是___A_____.
(2)在这四个图中可以比 较准确地测出折射率的
是____D___,计算玻璃的 折射率的公式是n s i n i