高中物理实验测量玻璃折射率

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高中物理课件实验十四测定玻璃的折射率

高中物理课件实验十四测定玻璃的折射率
通过实验测定玻璃的折射率，加深对光学原理的理解。了解实验目的、原理、步骤、器材、数据处理、结果和结论。
实验目的
1 测定玻璃的折射率
通过实验测定玻璃在不同折射角下的折射光线，得出玻璃的折射率。
2 加深光学原理的理解
通过实际操作和观察，加深对光的折射现象和折射率计算方法的理解。
实验器材证实验的准确性。
顶置直角棱镜
用于反射和折射光线，实现测量和观察。
半透明平行玻璃板
用于放置在顶置直角棱镜上方，实现光线折射。
刻度尺、直角尺、纸条
用于测量和记录光线入射和折射的角度。
实验数据记录与处理
记录不同入射角度和折射角度的数值，并根据斯涅尔定律和折射率的定义计算玻璃的折射率。
实验原理
1 斯涅尔定律
2 折射率的定义
根据斯涅尔定律，光线在光疏介质和光密介质交界面上的折射定律，即n1sinθ1=n2sinθ2。
折射率(n)等于光在真空中的速度(v0)与光在介质中的速度(v)之比，即n=v0/v。
实验步骤
1. 准备实验器材：单色光源、顶置直角棱镜、半透明平行玻璃板、刻度尺、直角尺、纸条。 2. 以顶置直角棱镜为基准，将半透明平行玻璃板放在上方，固定好。 3. 将纸条固定在半透明平行玻璃板下方。 4. 打开单色光源，通过顶置直角棱镜照射光线在半透明平行玻璃板上。 5. 观察纸条上的光线折射现象。 6. 测量不同入射角度和折射角度。
实验结果与讨论
1 得到不同入射角度和折射角度的实
验数据
根据实验数据，计算得到玻璃的折射率。
2 讨论实验误差和结果可靠性
分析实验过程中的误差来源，并讨论结果的可靠性和准确性。

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。

高中物理实验测定玻璃的折射率

合作探究——误差分析
问题11：本实验的误差来源可能有哪些？
拓展延伸
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P1、P2并保持P1、P2位
置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进
P3
bc交于O1点，连接OO1，OO1 就是入射光线AO在玻璃砖内
P4的折射光线的方向。入射角
A1 θ1=∠AON,折射角θ2=∠O1ON1
合作探究——实验原理
问题3：为什么“插针法”确定的P3、P4连线就是出射光线？
实验注意事项问题4：怎样用手拿玻璃砖？
这样会弄脏透光面，影响实验
1.手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面
总结：只要能用插针法确定出射光线，就可用插针法测不同形状玻璃的折射率。
合作探究——分组实验
实验器材：玻璃砖、白纸一张、硬纸板、大头针四枚、曲别针四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔．实验操作：限时十分钟
拓展延伸
例2：用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。将半圆形玻璃砖平放在白纸上，在白纸上先画出玻璃砖的轮廓，并确定其圆心o的位置。再画出一条通过圆心o的直线，将两枚大头针p1p2竖直插在这条直线上，如图所示。为了确定入射光线所对应的折射光线，至少需要在玻璃砖另一侧插入几根大头针？
实验注意事项
5.可在一张白纸上作出三条入射光线，但重复实验时应将每次实验所得的插孔进行编号，以免造成混乱
6.画出玻璃砖的边线后，在插针的过程中玻璃砖不能移动（移动会改变光路图） 7.插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）

第2课时实验：测量玻璃的折射率习题高中物理人教版选择性必修第一册

第四章光1光的折射第2课时实验：测量玻璃的折射率1．(2024年海南模拟)某同学做测定玻璃的折射率实验．(1)实验室提供了图甲所示的两块表面平行的玻璃砖A和B，玻璃砖两表面的间距d A<d B，实验时应选________(填“A”或“B”).(2)实验步骤如下：A．如图乙，在白纸上放好玻璃砖，描出玻璃砖的两个边a和a′；B．在玻璃砖的一侧同一直线上插两个大头针P1、P2，P1P2所在直线作为入射光线；C．在另一侧透过玻璃砖观察，依次插上大头针P3和P4，插P3时，应使P3挡住______(填“P1”“P2”“P1和P2”)的像，同样插上P4，P3P4确定了从玻璃砖射出的光线；D．在白纸上描出光线的径迹，测量相应的角度，计算玻璃的折射率n.2．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．(1)在图丙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＝________(保留三位有效数字).(3)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，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中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________(填“A”或“B”).3．(2024年海南模拟)某小组的甲、乙同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，如图1所示．(1)为了减小实验误差，下列操作正确的是________．A．必须选择边界平行的玻璃砖B．选择的入射角应尽量小些C．没有刻度尺时，可以将玻璃砖界面当尺子画界线D．大头针P1、P2和P3、P4之间的距离应适当大些(2)甲同学手头有圆规和刻度尺但没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO′延长线于C点，过A点和C点作垂直于法线的直线，与法线的交点分别为B点和D点，如图2所示．用刻度尺测得AB的长度为x1，CD的长度为x2，则玻璃砖的折射率n＝________(用测量的字母表示).(3)乙同学正确操作后，在实验中多次改变入射角，测出多组相关角度θ1、θ2，作出cos θ2-cos θ1的图像，如图3所示，则此玻璃砖的折射率n＝________．4．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：(1)甲同学测得的折射率与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“不变”).(2)乙同学测得的折射率与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“不变”).(3)丙同学测得的折射率与真实值相比______________．5．(2024年云南一模)某同学用插针法测量某种材料制成的三棱镜的折射率，主要实验步骤如下：(1)先在木板上铺一张方格纸，方格纸上的小格子均为正方形，将棱镜放在方格纸上，然后画出棱镜的界面，如图所示．在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“•”表示大头针的位置，然后在另一侧透过棱镜观察，并依次插上大头针P3和P4，利用相关实验器材测出棱镜的折射率，下列说法正确的有______．A．P3只需挡住P2的像B．P4挡住P3的同时，还要挡住P1和P2的像C．该实验除刻度尺外，还必须使用量角器D．该实验仅需使用刻度尺，无需使用量角器(2)经正确操作，四枚大头针的位置如图所示，请在图上作出实验光路图．(3)依据光路图，可得该棱镜的折射率为________(计算结果保留3位有效数字).6．某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃砖的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃的一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一条直线上．移去圆形玻璃和大头针后，得下图：(1)图中画出光线在玻璃内外的传播方向．(2)在光线的入射点作法线，并标出光由空气射入玻璃的入射角i和折射角r；写出计算玻璃折射率的公式n＝________．(3)若有一个折射率为2的透明玻璃球，让一束足够强的细光束在通过球心的平面内以45°入射角由空气射入玻璃球，则从各方面观察玻璃球，可以看到________束出射光线．7．(2024年山西一模)如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率的实验．在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，关于该实验：(1)以下说法正确的是( )A ．P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离适当大些，可以提高准确度B ．P 1、P 2及P 3、P 4之间的距离取得小些，可以提高准确度C ．入射角θ适当大些，可以提高准确度D ．P 1、P 2的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关(2)该玻璃砖的折射率n ＝________．另一同学将大头针插在P 1′和P 2′位置时，沿着P 3、P 4的方向看不到大头针的像，其原因可能是__________________________________．答案解析1.【答案】(1)B (2)P 1和P 2【解析】(1)为了使折射光线的方向画得较准确，减小实验误差，应使入射点与出射点距离稍大一些，则玻璃砖应选宽一些的．故选B ．(2)在另一侧透过玻璃砖观察，依次插上大头针P 3和P 4，插P 3时，应使P 3挡住P 1和P 2的像．2.【答案】(1)如图 (2)1.53(±0.03) (3)A【解析】(2)设方格纸上正方形的边长为l ，光线的入射角为i ，折射角为r ，则sin i ＝5.35.32＋42＝0.798，sin r ＝ 2.22.22＋3.62＝0.521.所以玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝0.7980.521＝1.53. (3)由图乙可知，光线P 1P 2入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折，所以出射光线过P 3和A ． 3.【答案】(1)D (2)x 1x 2(3)1.51【解析】(1)作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A 错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，可减小相对误差，效果会更好，故B 错误；没有刻度尺时，将玻璃砖界面当尺子画界线会增大实验误差，故C 错误；大头针P 1和P 2及P 3和P 4之间的距离适当大些时，引起的角度误差会减小，效果会好些，故D 正确．(2)根据题意，由几何关系可知sin i ＝AB OA ＝x 1R， sin r ＝CD OC ＝x 2R，则玻璃砖的折射率为n ＝sin i sin r ＝x 1x 2. (3)根据题图1，由折射定律可得，折射率为n ＝sin ⎝⎛⎭⎫π2－θ1sin ⎝⎛⎭⎫π2－θ2＝cos θ1cos θ2，整理可得cos θ2＝1n·cos θ1，结合cos θ2-cos θ1 的图像可得1n ＝0.4000.604，解得n ＝1.51.4.【答案】(1)偏小 (2)不变 (3)可能偏大、可能偏小、可能不变【解析】(1)用题图①测定折射率时，会导致测量的玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大，折射率减小．(2)用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率与玻璃砖形状无关．(3)用题图③测折射率时，因为界面bb ′部分在玻璃砖外侧，部分在内侧，故无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变．5.【答案】(1)BD (2)如图 (3)1.33【解析】(1)实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P 3和P 4，使P 3同时挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3及P 1、P 2的像，故A 错误，B 正确；该实验仅需使用刻度尺，无须使用量角器，故C 错误，D 正确．(3)根据折射定律可知需要测量入射角和折射角，运用刻度尺测量出入射角和折射角的正弦值，故折射率为n ＝sin i sin r≈1.33. 6.【答案】(1)如图 (2) sin i sin r(3)3【解析】(1)连接P 1、P 2表示入射光线．由题大头针P 4、P 3和P 2、P 1的像恰在一直线上，则P 4、P 3在出射光线方向上，连接P 3、P 4表示出射光线．作出P 1、P 2的连线与圆形玻璃的交点O 1，作为入射点，P 3、P 4的连线与圆形玻璃的交点O 2，作为出射点，连接O 1O ，O 2O 表示法线，标出入射角、折射角，作出光路图如图所示．(2)玻璃折射率的公式n ＝sin i sin r. (3)根据n ＝sin i sin r 得sin r ＝sin i n ＝sin 45°2＝12，得r ＝30°，光线在玻璃与空气的界面上，既有折射，又有反射，根据几何知识得知，光线进入玻璃砖后有三个反射点，入射角都是30°，有3束出射光线．7.【答案】(1)AC (2)3 经过P 1′、P 2′的光线在界面MN 处发生全反射【解析】(1)入射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P 1、P 2 及P 3、P 4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故A 正确，B 错误；入射角θ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，故C 正确，D 错误．(2)由图知，沿P 1、P 2 的光线入射角为i ＝30°，折射角为r ＝60°，则该玻璃砖的折射率n ＝sin r sin i ＝sin 60°sin 30°＝ 3.把大头针插在P 1′、P 2′位置时，沿着P 4、P 3的方向看不到大头针的像，其原因是经过P 1′、P 2′的光线在界面MN 处发生全反射．。

高中物理实验测量光的折射率的方法与实例

高中物理实验测量光的折射率的方法与实例测量光的折射率是高中物理实验中的重要部分，它不仅需要准确的实验方法，还需要合适的实例来说明。

本文将介绍几种常用的测量光的折射率的方法，并结合实例进行详细说明。

一、折射仪法折射仪法是一种常用的测量光的折射率的方法。

实验过程中，我们需要使用一个折射仪和一束经过单色滤光片的光源。

首先，将滤光片放入折射仪中，并调整仪器，使得光线等于垂直射入测量表面，然后观察折射仪中的刻度，找到入射角和折射角的读数。

通过计算这两个角度之间的比例关系，我们可以得到折射率的数值。

实例：在实验中，我们可以选择不同的材料来测量其折射率。

例如，可以选择玻璃、水和油等常见物质。

比如，我们可以测量玻璃的折射率，首先使用透射式折射仪将光线射入玻璃板中，测量入射角和折射角的读数，然后通过计算得到玻璃的折射率。

二、光栅法光栅法是一种通过干涉的方法测量光的折射率。

实验中，我们需要使用一个光栅，并照射一束光线通过光栅产生干涉条纹。

通过观察干涉条纹的位置和间距，我们可以计算得到折射率。

实例：在实验中，我们可以使用一个透明的光栅，并使用一个高精度的显微镜来观察干涉条纹。

例如，我们可以在实验中测量空气的折射率，将空气作为折射物，在光栅产生的干涉条纹上观察并测量条纹的位置和间距，然后通过计算得到空气的折射率。

三、光杠杆法光杠杆法是一种常用的测量光的折射率的方法。

实验过程中，我们需要使用一个光杠杆，通过测量光线在杠杆上的折射角和入射角的关系，可以计算得到折射率。

实例：在实验中，我们可以选择不同的杠杆材料来测量其折射率。

例如，可以选择玻璃、水和油等常见物质。

比如，我们可以测量水的折射率，使用一个光杠杆，将光线射到水面上，观察并测量入射角和折射角的关系，通过计算得到水的折射率。

通过以上几种方法的实际操作和测量，我们可以准确地测量光的折射率。

在学习物理实验时，我们需要注意操作的准确性和实验数据的分析处理，确保实验结果的准确性和可靠性。

测量玻璃的折射率高中物理课件第十三章光创新实验课(17)

创新实验课 17测量玻璃的折射率实验基础知识2．注意事项(1)入射角i不要定的太小，如果i太小，r也太小，用量角器测量角度时，相对误差较大．(2)在入射光线上插上大头针或确定O′B时插的大头针都要竖直．P1与P2及P3与P4的距离要适当大一些．(3)要先画直线aa′，放上玻璃砖后再画bb′直线，不要放上玻璃砖后再画aa′，以免入射点O的位置有误差．(4)画好界面bb′后，实验中不要再碰动玻璃砖，以免改变入射角和折射角，使测量结果出现错误．(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．(1)几位同学做“用插针法测定玻璃折射率”实验，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：命题点一实验原理与操作例 1A．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行，其他操作正确B．乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其他操作正确C．丙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，其他操作正确上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)．(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直线)．在以后的操作说法中你认为正确的是________．A．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在③线上B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在①线上C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生全反射解析：(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变；丙同学在白纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角比实际值大，算得的折射率将偏小．(2)由折射定律得知，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②一侧偏移，如图，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故A错误；若保持O点不动，减小入射角，折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故B正确；若保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射，故C错误．答案：(1)AB　(2)B(1)光线经过两面平行的玻璃砖时只发生侧移，不改变传播方向．(2)光线不可能在两面平行的玻璃砖对面上发生全反射．题后反思[对点演练]1．(2019·天津卷)某小组做测定玻璃的折射率实验，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下图所示，其中实验操作正确的是________．解析：(1)测玻璃的折射率关键是根据入射光线和出射光线确定在玻璃中的传播光线，因此选用光学表面间距大的玻璃砖以及使插在玻璃砖同侧两枚大头针的距离大些都有利于提高实验准确程度，减小误差；两光学表面是否平行不影响折射率的测量，为减小误差，应选用细长的大头针，故选项A、D正确，B、C错误．(2)由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线与出射光线平行，B、C 错误；由光线在空气中的入射角大于玻璃中的折射角，画图可知正确的图为D.答案：(1)AD　(2)D做测量玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况：(1)(多选)甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r做出sin isin r图像如图甲所示，则下列判定正确的是________．A．光线是从空气射入玻璃的B．该玻璃的折射率约为0.67C．该玻璃的折射率约为1.5D．该玻璃置于空气中时临界角约为45°命题点二数据处理与误差分析例 2(2)乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y<0区域放入某介质(以x轴为界面)，并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A(8，3)、B(1，－4)、C(7，－4)，则：①入射点O′(图中未标出)的坐标为________；②通过图中数据可以求得该介质的折射率n＝________．题后反思[对点演练]2．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①、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′为界面画光路图，则(1)甲同学测得的折射率与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得的折射率与真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比___________________.解析：(1)用题图①测定折射率时，会导致测量的玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大，折射率减小．(2)用题图②测折射率时，只要操作正确，折射率与玻璃砖形状无关．(3)用题图③测折射率时，因为界面bb′部分在玻璃砖外侧，部分在内侧，故无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变．答案：(1)偏小　(2)不变　(3)可能偏大、可能偏小、可能不变命题点三创新拓展实验实验设计的创新利用激光笔结合标尺分析光点的位置变化替代插针法实验目的的创新由测液体的折射率替代测玻璃砖的折射率.如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．(1)此后正确的操作步骤是________．A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像D．插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3例 3(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺做出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示．能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________(选填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)．[对点演练]3．(实验目的创新)某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器，如图所示．在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变．每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，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P1、P2.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P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值．(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC之间的夹角为45°，则在P3处刻的刻度值为________．(2)若在同一液体中沿AO方向射入一束白光，最靠近OC边的是________色的光，增大入射角度，________色的光在刻度盘上先消失．4.(实验设计的创新)某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖．如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00 cm，玻璃砖厚度d2＝4.00 cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中传播速度v＝________m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108 m/s，结果均保留两位有效数字)．。

测定玻璃的折射率

高中物理实验报告
实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．
实验过程：
1．用图钉把白纸固定在木板上．
2．在白纸上画一条直线
3．画出线段AO作为入射光线，并在
4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线
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，使挡住，然后在眼睛这一侧插上大头
针P3，使P3挡住
6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针
O′，连接O、
7．用量角器测量入射角
8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的
实验注意事项：
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．
3．实验时入射角不宜过大或过小，一般在。

玻璃折射率的测定,物理实验报告

5
60°
5定玻璃折射率为:n=1.5
测量最小偏向角的不确定度为：μA=3.7’
方案二，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
线的方向角度。
（注意：在实际操作中，由于是实验者动手实施的，最小偏向角法的的极限位置即拐点的定位比较难
把握，只要有稍微的不慎或者移动就会造成测出的最小偏向角偏大。）
次数
θ1
θ2
θ1’
θ2’
顶角
平均值
次数
θ’
θ0’
θ
θ0
实验数据记录及处理：
顶角的测量：
最小偏向角：
1
2
3
4°12’ 14°0’ 37°11’ 21°6’ 26°50’ 22°43’
i 随入射角 1 的变化而改变。当入射角 i1 为某值时(或者 i1 与 i2 相等时)，偏向角将达到最小值 0 ， 0 称为最小偏向角，由几何关系和折射定，可得它与棱镜的顶角 A 和折射率 n 之间有如下关系：
n
sin A 0
sin A
2
2
A.将待测三棱镜放在载物平台，调节平台到适当的高度，使得从平行光管发出的平行光只有少部分能从三棱镜的上方射入望远镜；
此实验报告共六个方案，其中前三个为实验室可做并已测量数据的方案，第一个方案（最小偏向角法）已测量数据并进行了数据处理。
实验目的：测定玻璃折射率，掌握用最小偏向角法测定玻璃折射率的方法，掌握用读
数显微镜法测定玻璃折射率的方法，复习分光计的调整等，掌握实验方案的比较，误差分析，物理模型的选择。要求测量精度 E≤1%。

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。

测定玻璃砖折射率误差的分析知识讲解

测定玻璃砖折射率误差的分析湖北应城一中何飞 432400测定玻璃砖折射率是高中物理选修模块几何光学中考查的实验，该实验操作并不复杂，但是学生在实验中不细心，对实验理论掌握不透彻等因素的影响，造成实验误差的现象比比皆是.由于本实验中先要画出与玻璃砖等宽的平行边界线，然后将玻璃砖放入平行界线中间，并且在后面的实验过程中玻璃不能移动，所以玻璃砖的移动是造成本次实验误差的重要因素，学会如何分析这些原因的形成，有利于指导我们的实验.本文从折射率的定义出发，通过详细的作图分析，深入挖掘形成误差的原因并总结规律.一、偏大型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度小于玻璃砖的厚度.作图1分析如下：P 3、P 4是用插针法画出的出射光线，交玻璃砖的下表面于O 1，交所画界线bb '于O 2，则O 1点为真实的出射光线和玻璃砖的交点，O 2为出射光线和所画有误界线的交点。

连接O 1O 2，则光线O 1O 2为真实的折射光线，光线OO 2是实验者认为的折射光线，实则为有误差的折射光线.所以r 2为真实的折射角，r 1为有误差的折射角.由折射率的定义： 2sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 1212sin sin r r r r <∴<Qn n ∴>测真即测量结果偏大.图1如图2所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，致使aa'和bb'的间距小于玻璃砖的厚度；如图3所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，同时下边界bb'画得高于玻璃砖的下表面，致使aa'和bb'的间距也小于玻璃砖的厚度。

在这两种情况中，测量结果均偏大.二、偏小型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度大于玻璃砖的厚度.作图4分析如下：P 3、P 4是用插针法画出的出射光线，O 1是出射光线和界线bb'的交点，反向延长与玻璃砖下表面的交点为O 2，连接OO 1和OO 2，则光线OO 1为有误差的折射光线，光线OO 2为真实的折射光线.r 1为有误差的折射角，r 2为真实的折射角.由折射率的定义可知： 2sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 2121sin sin r r r r <∴<Q n n ∴<测真图2 图3图4图5图6即测量结果偏小.如图5所示，上边界aa'画得高于玻璃砖的上表面，致使aa'和bb'的间距大于玻璃砖的厚度；如图6所示，上边界aa'画得高于玻璃砖的上表面，同时下边界bb'画得低于玻璃砖的下表面，致使aa'和bb'的间距也大于玻璃砖的厚度.在这两种情况中，测量结果均偏小.三、不变型虽然在实验过程中，所作的界线aa'与bb'没有与玻璃砖的上下表面对齐，但界线aa'与bb'之间的距离仍等于玻璃砖的厚度，此时得到的测量结果将与真实值相等，测量结果不变.作图7分析如下：O 2、O 4为入射光线P 1P 2延长线和出射光线P 3P 4与上下边界的交点，O 3、O 1为出射光线P 3P 4的反向延长线和入射光线P 1P 2与玻璃砖上下表面的交点，入射角为i ，真实的折射角为r 1，有误差的折射角为r 2. O 1O 3为真实的折射光线，O 2O 4为有误差的折射光线.由于aa'与bb'之间的距离等于玻璃砖的厚度，故：O 1O 2平行且等于O 3O 4，所以四边形O 1O 2O 4O 3为平行四边形.1324//O O O O ∴，即：r 1=r 2.由折射率的定义知： 1sin =sin i n r 真 2sin =sin i n r 测12sin sin r r =Q=n n ∴测真即测量结果与真实值相等. 可见，不论在实验过程中边界线如何画，若上下界线上的入射点和出射点间距离小于玻璃砖厚度，测量结果就大于真实值；若上下界线上的入射点和出射点间距离大于玻璃砖厚度，测量结果就小于真实值；若上下界线上的入射点和出射点间距离等于玻璃砖厚度，测量结果就等于真实值。

高中物理选择性必修一第2课时实验：测量玻璃的折射率

第2课时实验：测量玻璃的折射率要点梳理玩理实趋要点一、实验目的掌握测量玻璃折射率的方法。

二、实验设计1.实验方案如图当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时,只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O'D就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线oo\于是就能测量入射角仇、折射角根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。

2 .实验原理用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器洌入射角a 和折射角如根据折射定律计算出玻璃的折射率〃=畿3 .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。

三、实验步骤1.如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上。

2.在白纸上画出一条直线”作为界面（线）。

过心上的一点。

画出界面的法线NN',并画一条线段作为入射光线。

3.把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟对齐，画出玻璃砖的另一边b"4.在直线AO上竖直插上两枚大头针Pi、Pz透过玻璃砖观察大头针P"的像,调整视线方向直到3的像挡住R的像。

再在观察者-•侧竖直插上两枚大头针3、心，使心挡住外、尸2的像，R挡住心及R、P?的像，记下户3、R的位置。

5.移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O B与/沏交于。

，直线O B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。

6.连接OO\入射角队=/AON,折射角02=ZO'ON r，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.用上述方法求出入射角分别为30。

、45。

、60。

时的折射角，查出它们的正弦值,填入表格中。

8.算出不同入射角时的比值噩，最后求出在几次实验中所删噩的平均值，sin Vz sin U2即为玻璃砖的折射率。

四、数据处理处理方式一：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O。

高中物理17个实验课件：17测定玻璃的折射率17

例四
在“测定玻璃的折射率”的实验中，在画好玻璃砖界面两直线 aa和 bb 后，不觉误将玻璃向上平移如图中虚线所示，若其他操作正确，则测得的不变折射率将（填偏大、偏小或不变）。
a
a’
b
b’
因为入射角i 不变，出射光线方向不变，因此折射角 r 不变，根据公式： n=Sini/Sinr 所以n不变。
b E N’
r
· P3
C
b’
· P4
B
3、∵Sini=AD/R；Sinr=CE/R 。
∴n=Sini/Sinr=AD/CE
注意事项
1、玻璃砖要比较 2、入射角应在厚（填厚或薄）。
30°到 60 ° 之间。
一些。
3、大头针之间的间距应大 4、大头针要插得竖直。
5、实验中玻璃砖与白纸的位置都不能改变。
6、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。
例一
在做测玻璃砖的拆射率的实验中，在完成了光路图后，以 O1 圆心， 10.00cm 为半径画圆，分别交线段A O1于A点，交O1与 O2 连线的延长线于 C 点。过 A 点向法线作垂线 AD 交法线于 D 点；过 C 点向法线作垂线 CE 交法线于 E 点。用刻度尺量出线段 AD 的长为 6.00cm,CE 的长为 4.00cm 。由此可得出玻璃的折射率为。解：∵Sini=AD/R；Sinr=CE/R ∴n=Sini/Sinr=AD/CE=1.50
例五
学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学光学知识设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上垂直盘面插上两枚大头针P1P2 并保持P1P2位置不变，每次 E 测量时让圆盘下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面法线，而后在图中 P3 · i 右上方区域观察 P1P2 的像，并在圆 ·P4 O 周上插上大头针 P3 ，使 P3 正好挡 C · 住 P1P2 ，同学们通过计算，预先 B P2 r · P1 在圆周上EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可 A F 直接读出液体折射率的值。若∠ AOF=30°， OP3 与 OC 的夹角为 30°，则 P3 处所刻折射率的值为 = 1.73 。如图∠i =60°、 ∠r=30° n=Sini/Sinr=1.73

实验：测量玻璃的折射率教学设计

实验教学设计实验教学过程一、知识回顾学生回顾学过的知识，理解本节课所用的实验原理。

老师提问，学生回答。

1、折射现象：光的折射：是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。

2、折射定律的内容：1)折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；2)折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；3)入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

3、折射率的定义：折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示，即：n=sinθ1sinθ2。

说明：空气的折射率近似为1，对光的传播的影响很小，可以近似作为真空处理。

二、实验：测量玻璃的折射率学生知道实验目的及所用的实验器材，并理解并掌握实验原理。

老师复述。

1、实验目的：1)会用插针法确定光路；2)掌握测量玻璃折射率的方法。

2、实验原理：用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，测出入射角（3）作图法: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N′N 作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示。

因为sinθ1=CC ′CO ，sinθ2=DD′DO，且CO=DO，所以折射率n=CC′DD′。

实验结论：玻璃砖的折射率为。

6、误差分析：学生反思总结，分析实验产生误差原因，加深学生对实验过程的印象。

1、大头针没有竖直插入，入射光线和出射光线画得不够精确。

2、两大头针之间间距较小。

插大头针时两大头针间距应稍大，减小作图误差。

3、实验中，玻璃砖的界面定的不准确，给测量结果造成误差。

三、典例分析学生自主完成，小组交流讨论得出答案，提高学生表达能力。

例1、某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

高三物理插针法测玻璃折射率高考物理实验方法大全(原卷版)

高中物理实验方法插针法测定玻璃砖的折射率（原卷版）【目的和要求】应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。

【仪器和器材】玻璃砖（J2506型），钢直尺，大头针，量角器或圆规，图板，图钉或透明胶带，白纸或坐标纸。

【实验方法】1．插针将一张八开的白纸或坐标统，平铺在绘图板上，用图钉或透明胶带固定，玻璃砖平放在纸中央。

取一枚大头针，紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近，垂直插牢在图板上。

插针点为O点，取第二枚大头针，垂直插在O点左上方的O1点。

实验者的眼睛在玻璃砖下底面< /SPAN>CD的下方，沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针，移动观察位置，使两枚大头针位于一直线上。

然后在玻璃砖下底面CD的下方，沿着O1O的方向再在点O2、O3处插两枚大头针，观察者应看到插在O1、O、O2、O3的四枚大头针在一直线上。

拔下大头针，标好插针点O1、O、O2、O3。

笔尖贴紧玻璃砖画下它的轮廓线AECD，如图5．1－1所示。

2．作图取走玻璃砖，连直线O1O、O2O3，延长O3O2交DC边干O′，连OO′。

过点O作AE的垂线NN′，则O1O为入射光线，OO′为折射光线，ON为法线，∠O1ON为入射角i，∠O′ON′为折射角i′，如图5．1－2所示。

3．测量计算根据图5．1－2，有两种计算折射率的方法。

（1）用量角器在图5．1－2上量出入射角i及折射角i′，代入折射定律公式n ＝sini／sini′ 计算出折射率n。

（2）如图5．1－2所示，延长OO′，以O为圆心，R（大于100毫米）为半径作圆，分别与入射光线O1O交于P，与折射光线OO′的延长线交于P′。

过PP′作NN′的垂线，垂足分别为BB′，刚sini＝PB／R sini′＝P′B′／R n＝sini／sini′＝PB／P′B′用钢直尺测出PB及P′B′，代入上式即可计算出折射率。

根据图5．1－2，用上述两种方法测得的结果列在表中。

i i’n450 280 1.51PB P’B’n80.7mm53.8mm 1.50题1：“测定玻璃的折射率冶实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D. 在插入第四个大头针D 时,要使它_____________. 题12B-2 图是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a忆是描在纸上的玻璃砖的两个边. 根据该图可算得玻璃的折射率n = _____________. (计算结果保留两位有效数字)题2.在测定玻璃的折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用"插针法"找出与入射光线对应的出射光线．现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图的四组插针结果．（1）从图上看,肯定把针插错了的同学是．（2）从图上看,测量结果准确度最高的同学是．题3. 某同学用大头针、三角板、量角器等器材测量半圆形玻璃砖的折射率，开始玻璃砖位置如图中实线所示，使大头针1P 、2P 圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心缓缓转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察1P 、2P 的像，且2P 的像挡住1P 的像，如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失，此时只需测量出，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的方法表示出折射率n题 4.在“测定玻璃的折射率”实验时，（1）下列做法正确的是_____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. 实验时即可用量角器，也可以用圆规和直尺等工具进行测量D. 判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部（2）小明同学在插针时玻璃砖的位置如图1所示。