高中物理第4章光第二节测定介质的折射率素材粤教版选修3_4

第二课时 测定介质的折射率

课前预习

知识预览

1.实验目的

测定介质的折射率.

2.实验原理

确定光路，找出跟入射光线相应的折射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n=2

1sin sin θθ. 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；光具盘（带角度）、光源、水、酒精等

4.测玻璃折射率的实验步骤

（1）把白纸用图钉钉在木板上，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.如图4-2-1.

图4-2-1

（2）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′.

（3)在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住.

（4）在玻璃砖观察的这一边插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2，P 4挡住P 1、P 2、P 3.记下P 3、P 4的位置.

（5）移去大头针和玻璃砖，过P 3、P 4引直线O′B，与bb′交于O′，直线O′B 就代表了沿直线AO 入射的光线透过玻璃砖后的传播路径.连接OO′，OO′就是折射光线的路径.入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O′ON′.

（6）用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表查出它们的正弦值，把这些数记入自己设计的表格里.

（7）用上面的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，把这些数据也记在表格里.注意观察入射角是15°和75°时有什么区别.

（8）算出不同入射角时2

1sin 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平均值，就是玻璃的折射率.完成课本表4-2-1.

5.测水与酒精的折射率实验步骤

（1）将水或酒精倒入容器中.

（2）将光具盘放入液体中.注意光具盘的水平直径应与液面相齐平.（图见课本第76页，图

4-1-2实验装置图）

（3）打开光源，分别使入射角等于15°、30°、45°、60°、75°，并且记录下各自对应的折射角.

（4）利用公式n=r

i sin sin 计算出五组折射率，并求出平均值. （5）完成课本的表4-2-1.

6.注意事项

（1）实验时入射角大一些，否则折射角太小，作图和测量时将产生较大的误差，当然入射角也不可太大.

（2）选用宽度较大的玻璃砖.

（3）测玻璃的折射率时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1和P 2之间，P 2与O 点之间，P 3与O 点之间，P 3与P 4之间距离要稍大一些.

（4）测水与酒精的折射率时，液面必须与光具盘的两个90°角的连线对齐，并且入射光线必须射入光具盘中心O 点.