13.1 测定玻璃的折射率实验2—人教版高中物理选修3-4课件+素材

复习 1. 光的反射定律； 2.平面镜成像原理对折射定律的应用； 3.光路图折射率的计算。 13.32 实验：测定玻璃的折射率 两类典型折射问题的分析 1.玻璃砖对光的折射问题 （1）半圆形玻璃砖 若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图，光线只发生一次偏折。 （2）长方形玻璃砖 两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图甲所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线平行，但发生了偏移。物点通过玻璃砖也可成虚像，如图乙。 两类典型折射问题的分析 2.视深与实际深度的关系问题 (1)视深是人眼垂直物体界面看透明物质内部某物体时像点离界面的距离。一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小， 故有 ≈ ≈ 。 (2)当沿竖直方向看水中的物体时，“视深”是实际深度的，n是水的折射率。 如果从折射率为n的介质中观察正上方距液面高为H 的物体，观察到的高度 h＝nH (h为视高)。 两类典型折射问题的分析 例1.已知，河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大（设水的折射率为n） 两类典型折射问题的分析 如图所示，abcd 为一个两面平行的玻璃砖， 入射角为θ1，折射角为θ2，根据折射定律 n＝。 实验：测定玻璃的折射率 一、实验目的 掌握测定玻璃折射率的方法。 二、实验原理 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。 实验：测定玻璃的折射率 三、实验器材 四、实验步骤 (1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上。 (2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，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。 (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐， 画出玻璃砖的另一边bb′。 (4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针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。 (5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。 (6)连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′， 用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们 的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。 实验：测定玻璃的折射率 (1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。 (2)入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大。 (3)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。 (4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 (5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。 实验：测定玻璃的折射率 五、注意事项 (1)平均值法 算出不同入射角的比值 ，最后求出在几次实验中所测的平均值， 即为玻璃砖的折射率。 (2)图像法 在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上， 以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立直角坐标系如图 所示，描数据点，过数据点连线得到一条过原点的直线。 求解图线斜率，设斜率为k，则k＝，故玻璃砖折射率n＝ 。 实验：测定玻璃的折射率 六、数据处理 实验：测定玻璃的折射率 七、实验误差 1.误差来源 本实验误差的主要来源是测量光在玻璃中的既折射角的误差 2.减小误差的方法 （1）选用宽度较大的玻璃砖，玻璃砖宽度宜在5cm以上，宽度太小，则测量误差较大； （2）入射角宜在15°到75°范围内取值； （3）在纸上画aa ′ 与bb′两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样两交点才能与光线的实际入射点较好的相符，否则将使画出的玻璃中的光路与实际情况偏离严重。 实验：测定玻璃的折射率 例1.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中： （1）张明同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示，则他测出的折射率值将　 　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （2）李扬同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得的折射率将　 　（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 不变 偏小 实验：测定玻璃的折射率 变式1.（多选）某同学用“