高中物理 第4章 光 第2节 测定介质的折射率教师用书 粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理教案VIP免费

第二节测定介质的折射率1．(3分)介质的折射率由________决定的，与sinθ1和sinθ2大小________．当光垂直界面照射时，怎样计算介质折射率？【解析】折射率是表示光线在透明介质界面上发生偏折程度的物理量，其大小由介质本身的光学特性决定，虽然利用n＝计算，但其大小与sinθ1、sinθ2无关．在折射现象中，当入射角为0°时，折射角也为0°，这是个特殊情况，但仍是折射现象，此时无法利用公式n＝计算，但仍可利用n＝来计算该介质的折射率．【答案】介质光学性质无关n＝2．(3分)一束光线与水平方向成30°角，从空气射入水中，其反射光线和折射光线恰好垂直，则反射角和折射角各为()A．30°30°B．60°60°C．60°30°D．30°60°【解析】我们可以根据题意画一简单的光路图，根据题中条件可知入射角为60°，则反射角为60°，由反射光线和折射光线的垂直关系可知折射角为30°.【答案】C3．(4分)如图4－2－1所示，人站在距槽边D为L＝1.2m处，刚好能看到槽底B处，人眼睛距地面高度H＝1.6m，当槽中注满某种透明液体时，人刚好能看到槽底中央O点处．求：图4－2－1(1)这种液体的折射率：(2)光在该液体中的传播速度．【解析】连接人眼与B点，由图可知入射角θ1＝∠CDB.连接D点与O点，则折射角θ2＝∠CDO.这样由公式＝n＝，即可求出液体的折射率n和光在此液体中的传播速度．因为sinθ1＝sin∠CDB＝＝＝，又因为sinθ2＝＝，由sinθ1＝＝＝得BD＝OC，将CD＝代入得CD＝OC，sinθ2＝＝，故液体的折射率n＝＝1.71，光在该液体中的传播速度：v＝＝1.75×108m/s.【答案】(1)1.71(2)1.75×108m/s课标导思1．学会根据n＝测定玻璃的折射率，并能掌握实验操作技能．2．会对实验方案进行必要的评估.学生P45一、实验目的会用插针法测定玻璃的折射率，掌握光发生折射时，入射角和折射角的确定方法．二、实验原理如图4－2－2所示，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，然后测量出角i和r的度数，根据n＝计算出玻璃的折射率．图4－2－2三、实验器材白纸；图钉；大头针；长方形玻璃砖；直尺；铅笔；量角器；木板．四、实验步骤1．如图所示，将白纸用图钉按在绘图板上，先在白纸上画出一条直线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．2．把长方形玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′.3．在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．4．移去大头针和玻璃砖，过P3、P4引直线O′B，与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线透过玻璃砖后的传播方向．连接OO′，入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′.5．用量角器量出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入自己设计的表格中．6．改变入射角，用上述方法分别求出折射角，查出它们的正弦值，填入表格中．7．根据n＝求得每次测得的折射率，然后求出平均值．五、注意事项1．入射角i不要定的太小，如果i太小，r也太小，用量角器测量角度时，相对误差较大．2．在入射光线上插上大头针或确定O′B时插的大头针都要竖直．P1与P2及P3与P4的距离要适当大一些．3．要先画直线aa′，放上玻璃砖后再画bb′直线，不要放上玻璃砖后再画aa′，以免入射点O的位置有误差．4．画好界面bb′后实验中不要再碰动玻璃砖，以免改变入射角和折射角，使测量结果出现错误．5．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上．若宽度太小，则测量误差较大．学生P45一、数据处理1．平均值法将表格中每组对应的n＝计算出来，然后求其平均值即为介质折射率的测量值，即＝(n1＋n2＋…＋n5)2．图象法以入射角i的正弦sini为横坐标，以折射角γ的正弦sinγ为纵坐标建立坐标系，将实验数据在坐标系中描点、连线(如图4－2－3)，则所得直线的斜率k与介质的折射率n之间的关系为n＝图4－2－3二、误差分析产生原因减小方法偶然误差入射角i和折射角γ读数不准确保持视线与玻璃砖(或容器)的上表面垂直系统误差入射...