实验报告测量玻璃折射率

实验报告：测量玻璃折射率

高二（）班姓名：________________________ 座号： ______________

【实验目的】

1、明确测定玻璃砖的折射原理

2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤

3、会进行实验数据的处理和误差分析

【实验原理】

如图所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟入射光

线A0对应的出射光线O i B,就能求出折射光线OO i和折射角（2,

sin 1

再根据折射定律就可算出玻璃的折射率n =sin 2。

【实验器材】

平木板、白纸、玻璃砖1块、大头针4枚、图钉4个、量角器（或三角板或直尺）铅笔

【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ad作为玻璃砖的上界面，画一条线段A0作为入射光线，并过0点

画出界面ad的法线NN i。

3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使他的一个长边ad跟严格对齐，并画出玻璃砖的另一个

长边be.。

4、在A0线段上竖直插上两枚大头针P1P2.

5、在玻璃砖的ad一侧再插上大头针刊，调整眼睛观察的视线，要使P3恰好能挡住P1P2在

玻璃中的虚像。

6、用同样的方法在玻璃砖的be一侧再插上大头针P4,使P4能同时挡住P3本身和P1P2的虚

像。

7、记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针。过P3、P4引直线01B与be交于01点，连接

001, 001就是入射光线A0在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角（=/A0N，折射角（2h 010N1 8用量角器量出入射角（和折射角（。查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里

9、改变入射角d,重复上述步骤。记录5组数据，求出几次实验中测得的竺丄的平均值，

sin 2就是玻璃的折射率。

【注意事项】

1、用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖

当尺子画玻璃砖的另一边be。

2、实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动.

3、玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差

增大；用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面；

4、入射角i应在15~75°范围内取值，若入射角a过大。则由大头针P i、P2射入玻璃中的光

线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P3、P4。若入射角a过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AO时要使入射角a适中。

5、上面所说大头针挡住大头针的像是指沉浸”在玻璃砖里的那一截，不是看超过玻璃砖上方

的大头针针头部分，即顺P3、P4的方向看眼前的直线P3、P4和玻璃砖后的直线P i、P2的虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。

6、大头针P2、P3的位置应靠近玻璃砖，而P i和P2、P3和P4应尽可能远些，针要垂直纸面，

这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。

【实验数据】

实验数据处理的其他方法:

1、在找到入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 AO 交于C 点，与00'或00'的延长线）交于 D 点，过C 、D 两点分别向NNI 作垂线，交NN 于C'、D ，用直尺 量出CC 和DD 的长。如图所示。

CC' DD'

由于 sin ----------， sin -------------- '而 CO=DO

CO DO

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n sin — 因此有sin -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sina 值为横坐标、以sin B 值为纵坐标，建立直角坐标系 如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。

-

-。故玻璃砖折射率n

n 【误差分析】

1、用量角器测得有误差; 3、数据处理带来误差； 所以折射率m sin sin CC'

DD'

求解图线斜率，设斜率为k ，则k 2、人眼读数存在误差；

4、实验仪器存在一定的系统误差 sin

B

-Bn a