3--测定玻璃折射率的实验

06 届高三物理一轮授课提纲十四、几何光学(3)[课 题] 测定玻璃砖折射率[教学目标] 1、了解插针法测玻璃砖折射率的原理、方法和注意点。 2、学会用其它方法测量折射率的方法。[重点难点] 实验中光路的确定及数据的处理。[知识要点]一、实验原理 1.实验的理论基础是折射率的定义，，实验中需确定入射角 i 和折射角 r，因此如何确定入射光线、出射光线以及与界面的相交点十分重要． 2．本实验还可以用另一种处理数据的方法验证折射定律和计算折射率：在图中入射光线 AO1 和折射光线 O 1O2 的延长线O1 E 上截取等长的线段 O1 M 和 O1 P，这些线段应尽量长一些，例如大于 10cm．过 M、P 作法线 NN’的垂线 MK 和 PQ，用尺量 MK 和 PQ 的长度，则折射率，一般可得到三位有效数字．取不同的人射角时得到的 n 值是很接近的，这就证明了折射定律成立．3．测定玻璃的折射率，是以折射率的定义为基础的、从这里可以发散开开去，以此做为测定不同形状玻璃及测定液体折射率的思维起点．想方设法解决入射角与折射角的问题，为设计实验打下基础．二、注意事项： 1．实验时要将大头针尽可能垂直插在纸上，每次实验切勿使玻璃砖移动，以免aa’、bb’错动，引起量度误差，且 P1与 P2之间，P2与 O 点之间，P3与 P4之间，P3与 E点之间距离要稍大一些． 2．实验时，使眼睛顺着 P4、P3方向看去，P4、P3两针正好挡住 P1、P2两针下部的像（大头针的长度应大于玻璃的厚度）． 3．由于实验中测出的入射角和折射角是—一对应的，每次实验应将各针孔编号或重画一幅图，以免相混． 4．入射点 O 应尽量靠近玻璃砖 aa’的左端，使之在玻璃砖的 bb’侧能够找到与 AO入射线对应的出射光线．另外实验时入射角应在 30°到 60°之间，入射角过小，测量入射角的相对误差较大；入射角过大，反出境射光强，折射光较弱．[解题指导][例 1] 在测量玻璃砖的折射率的实验中，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出如图所示的图线，已知直线 OA 与横轴的夹角为 θ，光线是由空气射入玻璃砖，由图9可得（ ） A．入射角为 α1，玻璃砖的折射率为 tanθ B．入射角为 α2，玻璃砖的折射率为 tanθ C．入射角为 α1，玻璃砖的折射率为 ctanθ D．入射角为 α2，玻璃砖的折射率为 ctanθ[例 2] 用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直、图示的四个图中 P1、P2、P3...