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3--测定玻璃折射率的实验

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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...

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