第八章 实验10 测量玻璃的折射率（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（单选版 新教材 新高考）

实验　测量玻璃的折射率

一、实验器材

　木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。

二、实验操作

1．铺白纸、画边界线

(1)如图甲所示，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)把平行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′。

2．插针与测量

(1)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，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置；

(2)移去玻璃砖连接P3、P4，并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′；

(3)用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值。

三、数据处理

1．计算法：算出不同入射角的折射率n＝，并取平均值n。

2．图像法(如图乙所示)

3．单位圆法(如图丙所示)

如图丙，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝＝。因此只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n。

考点一  教材原型实验(物理观念、科学探究)

1．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。

2．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。

3．入射角的大小要适当，不宜太大(接近90°)，也不宜太小。

4．要将大头针竖直插在纸上，相邻的两枚大头针间距应大一些，大头针与玻璃砖界面间距也应大一些。

【典例1】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的准确程度            。

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，在白纸上画出了光线的径迹，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，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n＝            (用图中线段的字母表示)。

答案：(1)AD　(2)D　(3)

解析：(1)测玻璃的折射率的关键是根据入射光线和出射光线确定光线在玻璃中的传播路径，因此选用光学表面间距大的玻璃砖以及使同侧两枚大头针的距离大些都有利于提高实验的准确程度，减小误差，A、D正确；两光学表面是否平行不影响折射率的测量，为减小误差，应选用细长的大头针，B、C错误。

(2)两光学表面平行的玻璃砖的入射光线与出射光线平行，在空气中的入射角大于玻璃中的折射角，画图可知正确的图为D。

(3)如图所示，玻璃的折射率n＝，又sin i＝，sin r＝，故n＝。