65 第14章 实验17 测量玻璃的折射率（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

实验十七　测量玻璃的折射率 第十四章　光学 基础梳理 夯根基 考点研析　提能力 课时精练(六十五)　测量玻璃的折射率 内容索引 01 基础梳理 夯根基 一、实验目的 1．测定玻璃的折射率。 2．学会用插针法确定光路。 甲 2．实验器材 白纸、图钉、大头针、长方体玻璃砖、直尺、铅笔、量角器、木板。 三、实验步骤与操作 1．如实验原理图甲所示，将白纸用图钉固定在绘图板上，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，使它的一条长边跟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的像挡住。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。 3．用单位圆处理数据 在找到入射光线和折射光线以后，可以以入射点O为圆心、以任意长为半径画圆，分别与AO、OO ′(或OO ′的延长线)交于C点和D点，过C、D两点分别向法线NN′作垂线，交NN′于C′、D′点，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示。 丙 五、误差分析 1．入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大—些。 2．入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量误差。 六、注意事项 1．入射角i不要定的太小，如果i太小，r会更小，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．画好界面bb′后实验中不要再碰玻璃砖，以免改变入射角和折射角，使测量结果出现错误。 4．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。 02 考点研析 提能力 教材原型实验 例1 (1)如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是 A．插上大头针P3，使P3挡住P2、P1的像 B．插上大头针P4，使P4挡住P3和P2、P1的像 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些 D．为减小测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率 (2)小朱同学在实验桌上看到方木板上有一张白纸，白纸上有图钉、大头针、铅笔、长方体玻璃砖，他认为除了量角器外还缺少一种器材，请你写出所缺器材的名称：________。 (3)为取得较好的实验效果，下列操作正确的是________。 A．必须选用上下表面平行的玻璃砖 B．选择的入射角应尽量小些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针P1和P2及P3和P4之间的距离应适当大些 (4)小朱同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO ′延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得AB＝7．5 cm，CD＝5 cm，则可求出玻璃的折射率n＝________。 (5)某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。 解析：　(1)确定P3大头针位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故AB正确；折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度，故C正确；入射角即P1和P2的连线与法线的夹角尽量大些，即P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故D错误；本实验中采用挡像法进行测量，对于半圆形玻璃砖同样可以确定入射光线和折射光线，故可以确定折射率，故E正确。 比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知：折射角测量值偏