13.1测定玻璃的折射率第二课时VIP免费

测定玻璃的折射率导学案一、实验目的测定玻璃的折射率二、实验原理如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而求出折射光线OO'和折射角r，再根据n=sini/sinr算出玻璃的折射率。三、实验器材一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺四、实验步骤⒈把白纸铺在木板上。⒉．在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线NN'，并画一条线段AO作为入射光线。⒊把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'。⒋在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。⒌从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。⒍移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'，OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。AON为入射角，O'ON'为折射角。⒎用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。⒏用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。⒐算出不同入射角时sini/sinr的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的sini/sinr的平均值，这就是这块玻璃的折射率。五、实验注意事项⒈轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用。⒉实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动。⒊插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。⒋实验时入射角不能太小(接近零度)，否则会使测量误差加大；也不能太大(接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像。5.针要竖直插在纸面上。1N'NaOba'b'O'ABP1P2P3P46.本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。六.数据处理及误差分析此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n=21sinsin中求玻璃的折射率，除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：处理方式（1）：在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′（或OO′的延长线）交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如下图所示。由于sinα=COCC'sinβ=DODD'而CO=DO，所以折射率n1=sinsin=''DDCC。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。处理方式（2）：根据折射定律可得n=sinsin因为有sinβ=sin1n。在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值的基础上，以sinα值为横坐标、以sinβ值为纵坐标，建立直角坐标系，如下图所示，描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率，设斜率为k，则k=n1。故玻璃砖折射率n=k12例1。某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验．先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示．⑴在图上画出所需的光路．⑵为了测量出玻璃砖折射率，需要测量的物理量有（要求在图上标出）．⑶写出计算折射率的公式n＝．解：⑴光路如图所示。（2分）⑵∠i和∠r（2分）⑶rsinisinn＝（2分）3riP1P2P3P4P1P2P3P4