高中物理 第四章 光的折射 小专题研究（五）测定水的折射率的四种方法教学案 教科版选修3-4-教科版高二选修3-4物理教学案VIP专享

小专题研究(五) 测定水的折射率的四种方法1．成像法原理：利用水面的反射成像和水面的折射成像。方法：如图 1 所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点 P 看到直尺在水下最低点的刻度 B 的像 B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度 A 的像 A′(反射成像)重合，读出 AC、BC 的长，量出烧杯内径 d，即可求出水的折射率：n＝ 图 12．插针法原理：利用光的折射定律。方法：如图 2 所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线 AB、MN，从它们的交点 O 处画直线 OP(使∠PON<45°)，在直线 OP 上 P、Q 两点竖直插两枚大头针。把木板竖直插入水中，使 AB 与水面相平，MN 与水面垂直。在水面上观察，调整视线使 P 的像被 Q 的像挡住，再在木板 S、T 处各插一枚大针，使 S 挡住 Q、P 的像，T 挡住 S 及 Q、P 的像。从水中取出木板，画出直线 ST，量出图中的角 i、r，则水的折射率 n＝sin i/sin r。图 23．视深法原理：利用视深公式 h′＝h/n。方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊一根针，如图 3 所示。调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视深h′，再测出水的实际深度 h，则水的折射率 n＝h/h′。图 34．全反射法原理：利用全反射现象。方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图 4 所示。在水面上观察，看到一圆的发光面，量出发光面直径 D 及水深 h，则水的折射率 n＝。图 4[例证] 如图 5 所示，在水面上放置一个足够大的遮光板，板上有一个半径为 r 的圆孔，圆心的正上方 h 处放一个点光源 S，在水面下深 H 处的底部形成半径为 R 的圆形光亮区域(图中未画出)。测得 r＝8 cm，h＝6 cm，H＝24 cm，R＝26 cm，求水的折射率。图 5[解析] 根据光路图，可知 sin θ1＝＝0.8，sin θ2＝＝0.6由折射定律得：n＝得 n＝。[答案] 1．学校开展研究性学习，某研究性学习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 6 所示。在一个圆形木盘上过其圆心 O 作两条相互垂直的直径 BC、EF，在半径 OA 上垂直圆盘面插下两枚大头针 P1、P2，并保持 P1、P2的位置不变，每次测量时，让圆盘的 BFC 部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径 BC 相平，EF 为界面的法线，而后在图中...