玻璃折射率的测量实验教案
《测定玻璃的折射率》教案
《测定玻璃的折射率》教案度，60度，75度，测量出他们对应的折射角分别为：9.8度，19.0度，34.5度，39.4度。
算出他们对应的正弦值，代入表格，算出折射率n分别为：1.524,1.534，1.530，1.521。
取他们的平均值，最后得到玻璃的折射率：n=1.528。
我们也可以采取另一种方式处理数据。
以折射角的正弦值为横坐标，以入射角的正弦值为纵坐标建立坐标系，根据表格中的数据描点、连线。
最后所描绘图线为一条直线，其斜率k即为玻璃的折射率。
4.注意事项（1）玻璃砖应选用宽度较大的，若宽度太小，则测量误差较大。
（2）用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃的毛面或棱，不能直接用手触摸玻璃砖的光学面。
（3）严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖界面aa′和bb′，以免划伤玻璃砖。
（4）实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。
（5）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大一些，以减小确定光路方向时造成的误差。
（6）实验时，入射角不宜过小，否则会增大测量角度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折射光线太弱。
熟悉本实验需要注意的事项拓展提升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（光线不能通过表面）.现要测定此玻璃的折射率。
给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P1、P2、P3、P4）、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，如图所示。
然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2（位置如图），用P1、P2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P3、P4？试在图中标出P3、P4的位置。
（2）然后，移去玻璃砖与大头针。
试在图中通过作图的方法标出光线从空气射入玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。
简要写出作图步骤。
实验7 玻璃折射率的测量
【实验内容】
1、布儒斯特角的测量 自行设计实验光路，并测量给定黑玻璃镜的布儒斯特角。 2、玻璃的折射率的测量 参考第 1 项的测量思路和光路，根据布儒斯特定律，测量并计算出玻璃的折射率。 为了验证根据测量数据计算出来的值是否正确，可以将光通过一偏振片，测出其光强， 然后以某一小角度(<15°)从空气中入射到玻璃表面，测量其反射光的强度，从而得到小角度 反射率，根据菲涅耳公式计算出玻璃的折射率，两者进行比较。
【注意事项】
1、 在实验过程中，首先要保证激光垂直入射于待测样品表面； 2、 利用功率计测量时，光要垂直入射于探头表面的中央； 3、 要左右对称测量。
1
实验七
【目的与求】
玻璃折射率的测量
1、测量布儒斯特角； 2、观察光以布儒斯特角入射时反射光的偏振现象； 3、利用布儒斯特定律测量玻璃的折射率； 4、利用小角度入射法测量玻璃的折射率。
【仪器用具】
氦氖激光器，偏振片，光功率计，黑玻璃，透明玻璃；
【实验原理】
一束自然光入射到介质表面， 其反射光和折射光一般是部分偏振光。 在特定入射角即布 儒斯特角 θB 下，反射光成为线偏振光，其电矢量垂直与入射面。若光线是由空气射到折射 率为 n(约等于 1.5)的玻璃平面上，则 θB=tg-1n=57°。如果自然光是以 θB 入射到玻璃片堆上， 则经多次反射， 最后从玻璃片堆透射出来的光也近于线偏振光。 所有这些结论都可从菲涅耳 公式出发而得到论证。 根据菲涅耳公式和反射率、透射率的定义可知，当光正入射于玻璃表面时，玻璃表面的 反射率和透射率分别为：
R0 r02 (
T0
n1 n2 2 ) n1 n2
2 n2 2 4n12 n2 t0 n1 (n1 n2 ) 2
实验14 测量玻璃的折射率 教案
实验十四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·OC OA·CD。
物理教案(新教材鲁科版)第十四章光实验十三测量玻璃的折射率
实验十三测量玻璃的折射率目标要求 1.掌握测量折射率的原理及方法.2.会用插针法测量玻璃的折射率．实验技能储备1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角i透过一块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，从而画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，求出折射角r，再根据n＝sin isin r或n＝PNQN′计算出玻璃的折射率．2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．3．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点的法线MM′.(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针．(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P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P1、P2的像和P3.(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得到线段OO′.(7)用量角器测量入射角i和折射角r，并查出其正弦值sin i和sin r.(8)改变入射角，重复实验．4．数据分析(1)计算法用量角器测量入射角i 和折射角r ，并查出其正弦值sin i 和sin r ．算出不同入射角时的sin i sin r ，并取平均值．(2)图像法改变不同的入射角i ，测出不同的折射角r ，作sin i －sin r 的图像，由n ＝sin i sin r可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，如图所示，sin i ＝EH OE ，sin r ＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin i sin r ＝EH E ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .5．注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1和P 2之间、P 3和P 4之间、P 2与O 、P 3与O ′之间距离要稍大一些．(2)入射角i 不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)．(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线．(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变．(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm 以上，若宽度太小，则测量误差较大．考点一 教材原型实验例1 某小组做测量玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A ．选用两光学表面间距大的玻璃砖B ．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________．(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n＝________.(用图中线段的字母表示)(4)在用插针法测量玻璃的折射率的实验中，甲、乙两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乙中①、②所示，其中甲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”)．答案(1)AD(2)D(3)ACBD(4)偏小不变解析(1)为了使作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，A正确；根据折射定律可知，如果两个光学面不平行，不影响入射角与折射角的值，所以对折射率的测定结果不产生影响，B错误；为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，C错误；插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离应适当大些，引起的角度误差会减小，D正确．(2)由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，B、C错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A错误，D正确．(3)由折射定律可知n＝sin∠AOCsin∠BOD＝ACAOBDBO＝ACBD.(4)如图，甲同学在测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角偏大，则由折射定律n＝sin isin r可知，折射率n偏小．用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率的测量值与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变．例2用圆弧状玻璃砖做测量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P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，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和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O 为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线．(1)在图甲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，请在图甲中的AB分界面上标出这两个角，分别用i和r表示．(3)为了保证在光线从弧面CD上射出，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当________________(选填“小一些”“无所谓”或“大一些”)．(4)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，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________.答案(1)(2)见解析图(3)小一些(4)解析(1)(2)连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，测量的入射角i、折射角r及光路图如图所示．(3)为防止光线在弧面CD 发生全反射，光线在弧面AB 的入射角应适当小一些．(4)根据题图乙得玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝1.5. 考点二 探索创新实验例3 (2023·江苏淮安市模拟)某同学用半圆柱玻璃砖做测量玻璃的折射率实验，他的操作步骤如下：A ．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d ，算出半径r ＝d 2，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B ．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P 1和P 2；C ．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O ；D ．以圆心O 为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB 下方恰好看不到P 2和P 1的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB ，并作出光路图，如图所示．(1)看不到P 2和P 1的像是因为发生了________；(2)只使用毫米刻度尺，还需要测量________(选填“OD ”或“CD ”)的长度，记作l ；(3)玻璃砖折射率的表达式n ＝________.答案 (1)全反射 (2)CD (3)d 2l解析 (1)看不到P 2和P 1的像是由于光线在AB 面上发生了全反射．(2)(3)只要测出“CD ”的长度l ，就相当于测出了临界角的正弦值，即sin C ＝l r ，而sin C ＝1n，可得折射率n ＝d 2l. 例4 (2023·福建厦门市模拟)某实验小组的同学用直角三棱镜做“测量玻璃折射率”的实验． 他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓(用实线△ABC 表示)，然后放好三棱镜，在垂直于AB 的方向上插上两枚大头针P 1和P 2，在棱镜的左侧观察，当P 1的像恰好被P 2的像挡住时，插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上大头针P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像．移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示．(1)将图中的光路图补充完整；(2)根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率n ＝________；(3)若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将△ABC 作为实验中棱镜所处位置，由此得出该玻璃折射率的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)．答案 (1)见解析图 (2)2 (3)小于解析 (1)如图所示．(2)根据几何关系可知光线在AC 面的入射角为30°，根据折射定律可得n ＝sin 45°sin 30°＝2 (3)若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，如图所示，可知出射光线相对于三棱镜不动时的出射光线向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将△ABC 作为实验中棱镜所处位置，所以作出的BC 面的反射光线会比实际的反射光线向逆时针方向偏，由此造成所测光线在AC 面的入射角比实际值偏大，所以该玻璃折射率的测量值小于真实值．课时精练1．在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作后插好了4枚大头针，如图甲所示．(1)下列说法正确的是________；A．入射角越大，误差越小B．在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C．实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量D．判断像与大头针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部(2)请在图乙中画出完整的光路图；(3)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)；(4)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作后插好了8枚大头针，如图丙所示．图丙中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(选填“A”或“B”)．答案(1)C(2)见解析图(3)(4)A解析(1)入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，但要注意并不是入射角越大越好，应适度，故A错误；为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着光学面画出界面，故B错误；实验中需要测角度时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量，故C正确；判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头部，故D错误．(2)光路图如图所示(3)由图可知，取小方格的边长为单位长度，则sin i＝2＋2≈sin r＝2＋2≈n＝sin isin r＝≈(4)光线经由P1P2射入后光路图如图所示第一次折射时入射角大于折射角，第二次是从玻璃砖射向空气，折射角要大于入射角，出射光线要远离法线，由图可知经P3A的出射光线符合事实，而经P3B的出射光线靠近法线不符合事实．故对应的出射光线上的2枚大头针是P3和A.2．某同学在利用“插针法”测量一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针．他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验．如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射．(1)由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，正确的插针顺序应是________．A ．P 1、P 2、P 3、P 4B ．P 4、P 3、P 2、P 1C ．P 1、P 2、P 4、P 3D ．P 4、P 3、P 1、P 2(2)若P 1P 2与MN 垂直，用量角器量得图中的θ1＝60°，θ2＝30°，则玻璃的折射率为________． A. 3 B.33 C.233 D.32(3)若激光器正常发光，平行木板从玻璃砖NP 界面垂直射入玻璃砖，如图中虚线箭头所示．该同学发现在MP 一侧始终找不到出射光线，则原因是_________________________；该同学在MP 一侧没有找到出射光线，但在MN 一侧找到了出射光线，他依然用被激光照亮的针确定了激光在MN 一侧的出射光线和NP 一侧的入射光线，则测量后他__________(选填“能”或“不能”)计算出玻璃的折射率．答案 (1)B (2)A (3)激光在MP 界面上发生了全反射 能解析 (1)四根针应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P 4、P 3、P 2、P 1.(2)在MP 界面上，光的入射角为i ＝90°－θ1＝30°，折射角为r ＝90°－θ2＝60°，则玻璃的折射率为n ＝sin r sin i ＝sin 60°sin 30°＝ 3. (3)入射光线与NP 相垂直，在MP 一侧没有找到出射光线，说明光线在MP 上发生了全反射，根据几何关系可以求出光线在MN 面上的入射角，由插针法得出折射角，从而由折射率公式可以计算出折射率．3.某小组用“插针法”测平行玻璃砖的折射率，如图已确定好入射方向，AO 与玻璃砖界面aa ′的夹角为α，插了两枚大头针P 1和P 2,1、2、3、4分别是四条直线．(1)在bb ′侧调整观察视线，另两枚大头针P 3和P 4可能插在____线上(选填“1”“2”“3”或“4”)；(2)实验中画出入射点与出射点的连线，并测得连线与玻璃砖界面aa ′的夹角为β，则玻璃砖的折射率n ＝________；(3)若描出玻璃砖两边界线aa ′、bb ′后，不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了一些再进行实验，则折射率的测量值将____________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)．答案 (1)2 (2)cos αcos β (3)不变 解析 (1)由折射定律知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向左侧偏移，即可能在2上．(2)由题可知，折射率为n ＝sin (π2－α)sin (π2－β)＝cos αcos β. (3)不小心将玻璃砖沿OA 方向平移了，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由n ＝sin i sin r可知，测得的折射率将不变． 4．如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后在棱镜的右侧观察到P 1的像和P 2的像，当P 1的像恰好被P 2的像挡住时，插上大头针P 3和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位置和三棱镜轮廓如图所示．(1)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 作为分界面，需要测量的量是________和________，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)若在测量过程中，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且底边仍重合)，则以AB 作为分界面，三棱镜玻璃材料的折射率的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．答案 (1)见解析图 (2)入射角θ1 折射角θ2 见解析图 (3)sin θ1sin θ2(4)大于 解析 (1)画出光路图如图所示．(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以AB 作为分界面，根据折射定律可知，需要测量的量是入射角θ1、折射角θ2，位置如图所示．(3)三棱镜玻璃材料的折射率的计算公式n ＝sin θ1sin θ2， (4)在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移，以AB 作为分界面，入射角θ1与三棱镜平移后的实际入射角相等，但折射角θ2变小，则由n ＝sin θ1sin θ2，可知折射率n 偏大，即三棱镜玻璃材料折射率的测量值大于三棱镜玻璃材料折射率的真实值．5．小明同学为探究光的折射定律设计了如图所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E 和F 两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM 为两半圆屏的分界线，其中半圆形光屏F 可绕直径NOM 在水平方向折转．(1)实验时，先让光屏E 、F 位于同一平面内，一束激光贴着光屏E 沿半径方向从空气斜射入水中，在光屏F 上________(选填“能”或“不能”)看到折射后的光束；小明将光屏F 沿逆时针(俯视)方向折转一定角度后，则在光屏F 上________(选填“能”或“不能”)看到折射光线，这说明折射光线和入射光线________(选填“在”或“不在”)同一平面内；(2)小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如下表所示．由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角_______(选填“大于”“等于”或“小于”)入射角． 入射角22° 32° 41° 折射角30° 45° 60°答案 (1)能 不能 在 (2)大于解析 (1)先让光屏E 、F 位于同一平面内，一束激光贴着光屏E 从空气斜射入水中，激光从光疏介质射入光密介质，在光屏F 上能看到折射后的光束；当F 屏沿逆时针(俯视)方向折转一定的角度后，则呈现折射光线的F 屏和呈现入射光线的E 屏不在同一平面内，所以在F 屏上不能看到折射光线；这说明折射光线和入射光线在同一平面内；(2)分析表格数据可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角，且入射角增大时，折射角也增大．。
选修3-4《实验：测定玻璃的折射率》教学案
实验测定玻璃的折射率考情分析考试大纲考纲解读实验十四：测定玻璃的折射率、考点知识梳理（一）实验目的： ___________________________________（二）实验原理本实验是利用 插针法”来确定光路。
具体的讲是，用 插 针法”来确定两个界面的入射光线和出射光线， 如图中P 月和 P 3P 4，由入射光线与界面aa 交于图中0点即入射点，出射 光线与界面bb 交于图中0点即为出射点，连接00即是光在 玻璃砖内的折射线，过0点作出法线，用量角器量出入射角i 和折射角r ，如图 所示，利用 _____________ 求出n（三）实验器材玻璃砖，白纸，木板，大头针，图钉，量角器，三角板，铅笔。
、考点知识解读 剖析:（一）、实验步骤：1. 将白纸用图钉按在绘图板上•2. 在白纸上画出一条直线aa '作为界面（线），过aa '上的一点0画出界面的法线NN 并画一条线段A0作为入射光线.3. 把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟 aa '对齐, 画出玻璃砖的另一边NN '0 AJ图 14-14.在直线AO上竖直插上两枚大头针R、P2，透过玻璃砖观察大头针R、P2的像，调整视线方向，直到P2档住R的像.再在观察的这一侧插两枚大头针 P3、巳，使R档住P、P2的像，P4档住P3及R、P2的像，记下P3、P4的位置.5 .移去大头针和玻璃砖，过B、P4所在处作直线0' B，与bb '交于0直线0 ' B就代表了沿A0方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向•6.连接00 '，入射角AON，折射角0' 0 N '.用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中•7.用上述方法分别求出入射角分别为30°、45°、600时的折射角，查出它们的正弦值，填人表格中•8.算出不同入射角时的比值也，最后求出在几次实验中所测也的平均 sin sin值，即为玻璃砖折射率的测量值•（二）、注意事项：1.实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且R和P2之间、P2与0点之间、巳与P4之间、B与0 '之间距离要稍大一些•2.入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差.但入射角不宜太大，也不宜太小.3.在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面.更不能用玻璃砖界面代替直尺画界线.4.在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.5.玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上.若宽度太小，则测量误差较大.（三八 其他数据处理方法 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，再代人n 忙 中求玻璃的折射率.除运用此方法之外，还有以下处 sin 理数据的方法： 1.在找到人射光线和折射光线以后，以入射点 0为圆心，以任意长为半径画 圆， 分别与A0 交于C 点，与00 '（或00 '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14-3-3所示. + 十 CC' DD' 由于 sin ， sinC0D0 而C0=D0所以折射率msinsi nCC' DD'图 14-2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.根据折射定律可得 sin n sin 1 因此有 sin sin n 在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上, 以sin 值为横坐标，以sin 值为纵坐标建立直角坐标系.如图实14-3所示.描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线 1 求解图线斜率，设斜率为k ，则k -. n3 / 111故玻璃砖折射率n -k(四八误差来源及分析1. 确定入射光线和出射光线时存在误差2. 测量入射角和折射角时存在测量误差［例题］用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针 P l 和P 2.然后在棱镜 的另一侧观察，调整视线使 P l 的像被P 2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、P 2的像, P 4挡住P 3和P l 、P 2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜 轮廓如图所示。
实验测量玻璃的折射率
《测量玻璃的折射率》学习材料【教学目的】1．测定一块玻璃砖的折射率；2．验证光的折射定律。
【实验器材】1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔【实验原理】用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。
当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相较只有必然得侧移。
只要咱们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就可以求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。
再按照折射定律，就可以够求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。
插针法肯定光路的大体原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。
【实验步骤】1、把白纸用图钉固定在木板上。
二、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。
3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。
4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。
五、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。
六、一样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。
7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '，OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。
八、用量角器量出入射角i 和折射角r 的大小。
九、改变入射角i ，重复上面的步骤再做三、四次。
10、算出不同入射角时，n =sin i /sin r 的值，求出几回实验中n 的平均值就是玻璃的折射率。
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。
玻璃折射率的测量实验教案
玻璃折射率的测量光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比行叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。
折射率是光学介质的一个基本参量，也等于光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比。
两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。
某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。
同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。
通常所说某物体的折射率数值多少（例如，水为1.33，水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同则有一定范围1.5 ~1.9），是指对钠黄光（波长5 893×10-10m）而言。
无论在日常的生活中还是在现代工业中，玻璃用品都得到了广泛应用。
然而，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。
玻璃的折射率数值越大，表明玻璃使入射光发生折射的能力越强。
玻璃折射率作为玻璃性能的一个基本重要参数，在很大程度上决定了玻璃产品性能。
在玻璃的制造与生产过程中，需要实时准确地测量玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。
本实验将分别用视深法和光路法测量玻璃砖的折射率。
一、实验目的1．掌握测定玻璃折射率的原理和方法。
2．用读数显微镜测量玻璃折射率。
3．用光路法测定玻璃的折射率。
二、实验仪器读数显微镜、激光器、游标卡尺、平行玻璃砖、牙签、白纸。
三、实验原理光线通过两介质的界面折射时，确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定律称为折射定律，它是几何光学基本定律之一，是各种光学仪器的理论根据。
折射定律可表示为n1sin i =n2sin r式中i, r分别为入射角和折射角，n1，n2分别为入射介质和折射介质的折射率。
折射率作为反映光学性质的物理量，其大小不仅取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。
空气的折射图1 光线的折射率近似为1。
1、视深法测量折射率原理如图2所示，在玻璃砖底部有一发光点P ，由于玻璃折射率与空气折射率不同，P 点发出的光线会在玻璃与空气的界面M 点处发生折射，出射光线的反向延长线与OP 的交点为P ′。
测玻璃折射率教案高中物理
测玻璃折射率教案高中物理教学目标：1. 了解光在折射中的基本原理；2. 掌握测量折射率的方法；3. 熟练运用实验装置测量玻璃的折射率；4. 培养学生的观察、实验和分析能力。
教学内容：1. 光的折射原理；2. 测量折射率的方法；3. 实验装置的使用；4. 玻璃折射率的测量。
教学步骤：1. 引入：用实例引导学生了解光的折射原理，并介绍测玻璃折射率的实验目的。
2. 知识讲解：讲解光的折射原理和测量折射率的方法，学生理解并掌握相关知识。
3. 实验设计：介绍实验装置，让学生了解实验步骤和操作方法。
4. 实验操作：学生按照实验步骤操作，测量玻璃的折射率并记录数据。
5. 数据分析：学生分析实验数据，计算折射率值并比较结果。
6. 总结：引导学生总结实验过程中的经验和结果，加深对光的折射和折射率的理解。
教学反馈：1. 提问：通过问题引导学生回顾学习内容，加深理解。
2. 检查：检查学生在实验中的操作情况和数据记录，指导学生修改错误。
3. 讨论：组织学生讨论实验结果，共同查找问题并得出结论。
课后作业：1. 完成实验报告，包括实验目的、方法、数据处理和结果分析；2. 作业习题，进一步巩固知识点。
教学资料：1. 实验装置、玻璃样品；2. 实验步骤和方法说明；3. 折射率计算公式；4. 实验报告模板。
教学评估：1. 学生实验报告的完成情况和内容；2. 学生在课堂中的表现和回答问题的情况；3. 学生对光的折射和折射率的理解程度。
通过本次教学，学生将能够全面了解光的折射原理和折射率的测量方法，培养实验能力和科学思维，提高物理实验的质量和水平。
测玻璃折射率教案高中生物
测玻璃折射率教案高中生物
目标：让学生了解玻璃折射率的测量方法，并能够通过实验掌握相关知识。
材料：玻璃块、激光笔、直尺、量角器、白纸
步骤：
1. 准备工作：在实验室桌上放置一块玻璃块，并将激光笔与直尺固定在桌上，以保证激光笔垂直于桌面。
2. 实验步骤：
a. 在玻璃块的一侧放置一张白纸，使其与激光笔的光束垂直相交。
b. 使用直尺测量激光光线在玻璃块表面与白纸交点处的入射角度θ1，并记录下来。
c. 同样使用直尺测量激光光线在玻璃块内部与白纸交点处的折射角度θ2，并记录下来。
d. 利用量角器计算出激光光线在玻璃块表面与内部的入射角与折射角的大小关系，从而得出玻璃的折射率。
3. 结论：通过测量，学生可以得出玻璃的折射率近似值，让他们通过实验加深对玻璃折射率的理解。
延伸实验：学生可以尝试用不同种类的玻璃块进行测量，比较不同玻璃材料的折射率，深入探索光在不同材料中传播的差异。
注意事项：实验过程中要注意安全，避免直接盯着激光光线，以免伤害眼睛。
同时，进行实验时要保持实验环境安静，以保证实验结果的准确性。
测定玻璃的折射率教学设计及导学案
测定玻璃的折射率【教学目标】知识目标1、验证光的折射定律2、掌握插针法测折射率的方法能力目标提高实验操作能力和数据处理能力德育目标1、激发学生对物理实验及物理理论学习的兴趣2、培养团体协作和共同面对困难的精神【教法】主体引导法，自学辅导法【学法】小组讨论，阅读教材，小组合作【教具】实验仪器（玻璃砖、量角器、直尺、计算器、木板、图钉、大头针），粉笔，黑板，教材，教案【教学重点】测定两面平行的玻璃砖的折射率【教学难点】测定玻璃折射率的方法的掌握与能力的培养【实验目的】1、验证光的折射定律2、学会测定折射率的方法3、掌握测定两面平行玻璃砖的折射率的基本操作【实验原理】在玻璃砖的上方插两颗大头针P1和P2，在玻璃砖的另一侧观察P1和P2的虚像将在P1′和P2′的位置。
在玻璃砖另一侧插P3和P4两颗大头针，并让它们挡住P1′和P2′（在另一侧观察，可以看到P1′、P2′、P3、P4在一条直线上）。
P1、P2的连线与玻璃砖上边缘交点为O ，P3、P4的连线与玻璃砖上边缘交点为O′，连接O、O′即是玻璃中的折射光线。
测量入射角和折射角，利用折射定律即可得出玻璃的折射率。
【实验步骤】1、将白纸用图钉钉在木板上。
2、将玻璃砖放在白纸上，借助三角板画出玻璃砖的上、下边界线及入射光线AO。
3、放好玻璃砖后，在AO上插上大头针P1、P2。
【注意事项】1、插针时，P1、P2的间距（或P3、P4的间距）不要太小；2、画出玻璃砖的边线后，在插针的过程中玻璃砖不要挪动（尤其不要扭动）；3、入射角不要太大（折射光强度太小），也不要太小（不能反映正弦之比为恒量的规律）；4、如果是用圆规作数据处理，圆的半径不要太小。
测定玻璃的折射率 导学案一．实验原理：当光线AO 以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过 找出跟入射光线AO 对应的出射光线的EF ，从而得出折射光线OE'和折射角r ，再根据 算出玻璃的折射率. 二．实验器材：三．实验步骤：此项要求大家认真观察和体会，不用详细写出。
精选 《实验15 测定玻璃的折射率》优秀教学教案说课稿
实验原理与操作例12021·福建龙岩月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,如图甲所示。
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命题点一
命题点二
1在图丙中画出完整的光路图。丙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= 保存三位有效数字。 3为了观测光在玻璃砖不同外表的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图乙所示。图中1和2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是3和 选填“A〞或“B〞。
'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。3把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa'重合,再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb'。1、2。'一侧透过玻璃砖观察大头针1、2的像,调整视线的方向直到1的像被2的像挡住。再在bb'一侧插上两枚大头针3、4,使3能挡住1、2的像,4能挡住3本身及1、2的像。6移去玻璃砖,在拔掉1、2、3、4的同时分别记下它们的位置,过3、4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折射角。7改变入射角,重复实验。
答案
解析
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12021·浙江模拟在测定玻璃的折射率的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如下图。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针1和2,用“×〞表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针3和4。在插3和4时,应使 选填选项前的字母。 1的像2的像1、2的像
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答案:12 25×108解析:作出光路图如下图,根据几何关系可得入射角i=45°,折射
测定玻璃折射率教案(含板书)
测定玻璃折射率
一、教材分析
1、该部分内容位于人教版物理教材选修3-4第十三章第一节，第十三章主要内
容为光的几何特性及波动的知识。
第一节的主要内容为光的反射与折射的相关知识，测量玻璃折射率为第一节的实验。
2、《普通高中物理课程标准实验》关于折射率内容的要求为：“测定材料的折射
率”。
二、学情分析
本部分内容教学对象为高中二年级学生，在此之前学生已经学习过光的反射定律与折射定律，掌握相关知识，知道折射率的定义及特点。
对于学生来说虽然已经掌握了理论知识，但是由于对于实验经验不够、实验知识有限、理论知识应用的能力不足等问题，要将光的折射定律应用于实际测量中且进行完整的实验仍有一定的难度。
三、教学目标
1、知识与技能
（1）理解折射定律；
（2）掌握测量实验的基本步骤。
2、过程与方法
（1）通过指导学生根据光的折射定律设计实验，培养学生理论知识与实际相结合的思维；
（2）通过小组讨论方案及实验，培养学生团队合作的能力，培养学生动手操作能力；
（3）通过实验归纳途径，提高学生实验素养。
3、情感态度与价值观
（1）激发学生的求知欲和创新精神，培养学生主动思考的意识；
（2）养成认真严谨的科学态度，体验理论与实验结合的奇妙与的喜悦。
四、教学重点
学习使用光路图法测量玻璃折射率
五、教学难点
1、实验方案的设计及理解；
2、实验操作的规范及数据处理的完善。
六、教学策略
实验归纳法、启发式教学。
七、教学过程
八、板书设计
测量玻璃折射率
光路图。
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
测定玻璃的折射率教案
测定玻璃的折射率实验目的：测定玻璃砖的折射率。
实验原理：1.求折射率的公式有：（1）n=sini/sinr（i为光线在真空中的角，r为光线在介质中的角）（2）n=1/sinC（C为临界角）（3）n=C /v（C为真空中光速，v为介质中光速）2.要测玻璃砖的折射率，显然用n=sini/sinr简便易行实验器材：玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。
实验步骤：从玻璃砖上方射入，下方穿出。
做出入射光线和折射光线，用量角器测出入射角i和折射角r，代入公式n=sini/sinr即可求出折射率n。
2.入射角i和折射角r的确定（1）用插在白纸上的大头针做为入射光源，大头针P1、P2在白纸上的插点的连线就是入射光线。
（2）在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P1和P2的像，并在像的反向延长线上插大头针P3、P4。
大头针P3、、P4在白纸上的插点的连线就是出射光线。
（3）连接入射点和出射点即为折射光线。
数据记录重要注意事项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。
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。
②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小。
入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。
例1.某同学在做完插针法测玻璃砖折射率的实验后有几点体会，其中不正确的是（）A.当入射角相同时，玻璃砖越厚，入射光线侧移量越大B.入射角的值应取稍大些，这样可减少实验误差C.玻璃砖的两个面aa'和bb'不平行时，无法测出玻璃的折射率D.若玻璃砖的两个面平行，但入射角为零，无法测出玻璃的折射率例2.在做测定玻璃折射率的实验时。
（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab前，不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图（甲）所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将_____________。
实验测量玻璃的折射率
实验测量玻璃的折射率 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】《测量玻璃的折射率》学习材料【教学目的】1．测定一块玻璃砖的折射率； 2．验证光的折射定律。
【实验器材】1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔 【实验原理】用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。
当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相比只有一定得侧移。
只要我们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。
再根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。
插针法确定光路的基本原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。
【实验步骤】1、把白纸用图钉固定在木板上。
2、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。
3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。
4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。
5、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。
6、同样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。
7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '，OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。
《测定玻璃的折射率》教学设计
测定玻璃的折射率学习目标(1)经历根据实验原理设计测量玻璃的折射率的过程。
(2)经历测量玻璃折射率的实验过程。
(3)体会计算法、数据拟合、单位圆法在处理数据时的应用。
情境导入教师设问：上节课我们学习了光的折射定律和折射率，请同学们回忆一下光的折射规律、折射率的概念。
学生活动：思考并集体回答老师所提问题。
教师口述：对于确定的某一介质，应该怎样求它的折射率？这节课我们就通过实验来测定玻璃的折射率。
学习任务任务一理解实验原理并设计实验任务二选定实验器材任务三制订实验步骤任务四数据处理学习过程任务一：理解实验原理并设计实验问题1：测量玻璃的折射率所依据的实验原理是什么？折射定律。
问题2：请设计测量玻璃折射率的实验方案。
让一束光线从空气射入玻璃砖，测量出入射角和折射角即可根据折射率定律求出玻璃的折射率。
为了便于测量，将两枚大头针放到玻璃砖的一侧，两枚大头针所在的直线作为入射光线。
为了测量入射角，还需要将光线入射的玻璃砖的这个平面标出来，并标记为p。
将这个入射点标记为O点。
为了测量折射角需要将光线在玻璃砖的传播路径标出来。
将光线从玻璃砖射出空气的点标出来，也就知道了光在玻璃砖中的传播路径。
这样，需要将光线从玻璃砖出向空气的界面标出来，然后再将射出光线的路径标出来。
在已插大头针的玻璃砖的另一侧，插一根大头针且使其将前面已经插好的两根大头针挡上，然后再插第四根大头针，且使其将前面的三根大头针挡上。
将第三、四根大头针所在的直线与光线从玻璃砖射向空气的界面的交点标记为O ′。
过O 点作平面p 的垂线n ，这条垂线即为法线。
入射光线与法线的夹角即为入射角，OO ′与法线的夹角即为折射角。
任务二：选定实验器材问题1：根据刚才的实验设计，需要选定哪些实验器材？木板、白纸、图钉、大头针、玻璃砖、铅笔、直尺、量角器。
任务三：制订实验步骤问题1：怎样操作才能测量出某条入射光线的入射角和折射角？(1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上。
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玻璃折射率的测量
光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比行叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。
折射率是光学介质的一个基本参量，也等于光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比。
两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。
某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。
同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。
通常所说某物体的折射率数值多少（例如，水为1.33，水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同则有一定范围1.5 ~1.9），是指对钠黄光（波长5 893×10-10m）而言。
无论在日常的生活中还是在现代工业中，玻璃用品都得到了广泛应用。
然而，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。
玻璃的折射率数值越大，表明玻璃使入射光发生折射的能力越强。
玻璃折射率作为玻璃性能的一个基本重要参数，在很大程度上决定了玻璃产品性能。
在玻璃的制造与生产过程中，需要实时准确地测量玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。
本实验将分别用视深法和光路法测量玻璃砖的折射率。
一、实验目的
1．掌握测定玻璃折射率的原理和方法。
2．用读数显微镜测量玻璃折射率。
3．用光路法测定玻璃的折射率。
二、实验仪器
读数显微镜、激光器、游标卡尺、平行玻璃砖、牙签、白纸。
三、实验原理
光线通过两介质的界面折射时，确定入射光线与折射光线
传播方向间关系的定律称为折射定律，它是几何光学基本定律
之一，是各种光学仪器的理论根据。
折射定律可表示为
n1sin i =n2sin r
式中i, r分别为入射角和折射角，n1，n2分别为入射介质和折
射介质的折射率。
折射率作为反映光学性质的物理量，其大小
不仅取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。
空气的折射
图1 光线的折射
率近似为1。
1、视深法测量折射率原理
如图2所示，在玻璃砖底部有一发光点P ，由于玻璃折射率与空气折射率不同，P 点发出的光线会在玻璃与空气的界面M 点处发生折射，出射光线的反向延长线与OP 的交点为P ′。
在空气中观察，光线似乎是从P ′点发出的，P ′点是P 点在玻璃砖内的虚像，P 点在玻璃内的实际深度为h ，P ′点在玻璃内的深度为h ′称为P 点的视在深度(简称视深)，视深h ′的大小与玻璃的折射率n 1有关。
根据折射定律和几何关系得：
tan i =OM ℎ
; ℎ′
当OM 很小时，
tan i =sin i ;tan r =sin r
又n 1sin i =n 0sin r ;
即
n 1OM ℎ
=
0ℎ′
则n 1=n 0ℎ′。
2、光路法测量折射率原理
当光线由空气斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射射光线与入射光线相比具有一定的侧移。
只要找出与某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应折射光线，从而求出折射角。
如图3所示，当光线AO 以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过光路法找出与入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，从而求出折射光线和折射角r ，再根据折射定律，就可以求出玻璃的折
射率n ＝
sin θ1/sin θ2。
四、实验步骤
1、视深法测量折射率
（1）沿玻璃砖长度方向进行多次测量获得其厚度，对测量结果求平均值。
（2）将带有文字的小纸条放在读数显微镜载物台上，并且大致对准读数显微镜物镜，铺平。
（3）调节目镜看清十字叉丝，接着调节读数显微镜调焦手轮，从目镜里看清楚纸条上的字，并且消除字像同十字叉丝之间的视差，记录此时读数显微镜镜筒位置的读数d 1。
图2视深法原理
图3光路法原理
（4）将玻璃砖覆盖在该纸条上，对读数显微镜重新调焦，再次找到纸条上字的清晰像，记录此时读数显微镜的镜筒位置读数d 2。
则玻璃砖折射率可由下式计算。
图4为测量示意图，A 为纸条上看到的文字，abcd 为玻璃砖的截面。
A ′为玻璃砖覆盖后文字的像。
2
10'd d h h
d h h h h n --=
-==
2、光路法测量折射率
（1）打开激光器，用书本将铺平的白纸垫高，使得激光器产生的激光穿过玻璃砖。
（2）在白纸上画一条直线aa ′，如图3所示，并取aa ′上的一点O 为入射点，大致确定一定的
入射角，通过牙签确定入射光方向，操作如下：牙签同纸面垂直接触，当牙签刚好挡住激光光线时，利用牙签尖端在纸面上钉一个点P 1，同样沿着激光入射方向确定另外一个点P 2，注意这两点距离不能太近。
连接P 1 P 2作为入射光线，如图3。
（3）在白纸上画出玻璃砖另一条长边的对齐线bb ′。
采用类似步骤（2）的方法找出出射光线
P 3 P 4，连接P 3 P 4作为出射光线，确定射点O ′，如图3。
（4）移去玻璃砖，连接OO ′即为折射光线，过O 点确定入射角法线NN ′。
（5）在入射角和折射角位置处构建三角形，用游标卡尺分别测量三角形的直角边和斜边的长
度，求出正弦值sin θ1和sin θ2。
（6）改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的n = sin θ1/ sin θ2，并取平均值。
五、数据记录与处理
1、视深法
玻璃砖厚度 次数（沿玻璃砖长度方向） 1 2 3 4 5 平均值
游标卡尺读数
h
图4视深法测量示意图
折射率测量
2、光路法
六、注意事项
（1）轻拿轻放玻璃砖时,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面。
（2）实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变。
（3）牙签应竖直地插在白纸上，且间隔要大些。
（4）实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间。
（5）成像时读数显微镜应自下而上进行调焦。
（5）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。
（6）玻璃砖应选用厚度、宽度较大的。
七、思考题
分析并比较视深法和光路法的优缺点。