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,深化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:P3、P4 是用插针法画出的出射光线,交玻璃砖的下表面于 O1,交所画界线 bb'于 O2,则 O1点为真实的出射光线和玻璃砖的交点,O2为出射光线和所画有误界线的交点
连接 O1O2,则光线 O1O2为真实的折射光线,光线 OO2是实验者认为的折射光线,实则为有误差的折射光线
所以 r2为真实的折射角,r1为有误差的折射角
由折射率的定义: 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:P3 、 P4 是 用 插 针 法 画出的出射光线,O1 是出射光线和界线 bb'的交点,反向延长与