选择性必修 实验三 测量玻璃的折射率-2022高考理化生必备实验图表（必修+选择性必修）

高中理化生必备实验图表 GAOZHONG LIHUASHENG BIBEI SHIYAN TUBIAO 实验三 测量玻璃的折射率 实 验 目 的 测量玻璃的折射率 。 实 验 原 理 用插针法确定入射角和折射角 ， 根据 n= sini sinr 计算玻璃的折射率 。 实 验 器 材 两侧面平行的玻璃砖 、 白纸 、 木板 、 大头针 、 图钉 、 量角器 、 刻度尺 、 铅笔 。 实 验 步 骤 归 纳 提 高 1. 把白纸用图钉钉在木板上 。 2． 用刻度尺在纸面上作一条直线 aa′ ， 过 aa′ 上一点 O 作垂直于 aa′ 的线段 NN′ ， 再过 O 点作一条线段 AO ， 并使 ∠NOA 即 θ 1 适当大些 。 3． 在 AO 线上竖直地插两枚大头针 P 1 、 P 2 ， 并使间距适当大些 ， 在白纸上沿直 线 aa′ 放上被测玻璃砖 。 4． 沿玻璃砖的另一个侧面再作一条直线 bb′ 。 5． 在玻璃砖的 bb′ 一侧白纸上竖直地插一枚大头针 P 3 ， 使 P 3 恰好能同时挡住 aa′ 一侧所插的大头针 P 2 、 P 1 的像 。 接着 ， 在玻璃砖的 bb′ 一侧再竖直地插一枚大头 针 P 4 ， 使 P 4 能挡住 P 3 本身以及 P 1 、 P 2 的像 。 6． 标记下 P 1 、 P 2 、 P 3 、 P 4 的位置 ， 移去玻璃砖 ， 拔去大头针 ， 过 P 3 、 P 4 作一条直线 O′B ， 交 bb′ 于 O′ 点 ， 连接 OO′ 就是入射光线 AO 在玻璃砖内的折射光线 ， 折射角为 θ 2 。 7． 用量角器量出入射角 θ 1 和折射角 θ 2 的大小 ， 记入表格内 。 8． 用上述方法分别测出入射角是 15° 、 30° 、 45° 、 60° 和 75° 时的折射角 ， 查出入射角和折射角的正弦值 ， 记入表 格里 。 算出各不同入射角时 sini sinr 的值 ， 求出它们的平均值 ， 就是这块玻璃的折射率 。 求折射率的四种方法 ： 1. 计算法 ： 用量角器测量入射角 θ 1 和折射角 θ 2 ， 算出不同入射角时对应的 sinθ １ sinθ 2 ， 并取平均值 。 2． 图像法 ： 多次改变入射角 θ 1 ， 测出对应的折射角 θ 2 ， 作 sinθ 1 －sinθ 2 图像 ， 由 n＝ sinθ １ sinθ 2 可知图像应为一条过原点的直线 ， 如图所示 ， 其斜率就是玻璃的折射率 。 3． 辅助线段法 ： 利用直尺作辅助线 ， 测出辅助线的长度 ， 求玻璃的折射率 。 如图 所示 ， 作辅助线 AB 垂直于 OB ， 量出 AB 、 OA ， 作辅助线 CD 垂直于 OD ， 量出 CD 、 OC ， 则 sinθ 1 ＝ AB OA ， sinθ 2 ＝ CD OC ， 即可求出 ： n＝ sinθ １ sinθ 2 ＝ AB · OC OA · CD 。 4． “ 单位圆法 ”： 以入射点 O 为圆心 ， 以适当长度 R 为半径画圆 ， 交入射光线 OA 于 E 点 ， 交折射光线 OO′ 于 E′ 点 ， 过 E 作 NN′ 的垂线 EH 交 NN′ 于 H 点 ， 过 E′ 作 NN′ 的垂线 E′H′ 交 NN′ 于 H′ 点 。 如图所示 ， sinθ 1 ＝ EH OE ， sinθ 2 ＝ E′H′ OE′ ， OE＝OE′＝R ， 则 n＝ sinθ １ sinθ 2 ＝ EH E′H′ 。 只要用刻度尺量出 EH 、 E′H′ 的长度就可以求出 n 。 A B N a′a b b′ N′ P 1 θ 1 O O′ P 2 P 3 P 4 θ 2 sinθ 1 O sinθ 2 P 1 A B C D θ 1 O O′ P 2 P 3 P 4 θ 2 a′ a b b′ E′ a′ b′ a b O′ O θ 1 θ 2 H′ N′ A E N H B 42 物 理 （ 2019 · 天津卷 ） 某小组做测定玻璃的折射率实验 ， 所用器材有 ： 玻璃砖 、 大头针 、 刻度尺 、 圆规 、 笔 、 白纸 。 ① 下列哪些措施能够提高实验准确程度 。 A. 选用两光学表面间距大的玻璃砖 B. 选用两光学表面平行的玻璃砖 C. 选用粗的大头针完成实验 D. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 ② 该小组用同一套器材完成了四次实验 ， 记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示 ， 其 中实验操作正确的是 。 ③ 该小组选取了操作正确的实验记录 ， 在白纸上画出光线的径迹 ， 以入射点 O 为圆 心作圆 ， 与入射光线 、 折射光线分别交于 A 、 B 点 ， 再过 A 、 B 点作法线 NN′ 的垂线 ， 垂足分