4.1光折射-2023-2024学年高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第一册）

4.1 光的折射 第四章 光 第2课时 实验：测定玻璃的折射率 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 一、实验目的:测定玻璃的折射率。 二、实验原理: 用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的出射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率 四、测定玻璃的折射率 三、实验器材: 长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。 实验演示：测定玻璃的折射率 第一步：确定边界、入射光 ·将一张白纸固定在木板上，并画出一条直线a、a' ·画入射光线AO，并在AO上竖直插两枚大头针P1、P2 ·玻璃砖放在白纸上，一长边与aa'侧对齐，并画出另一条长边b、b' 四、实验步骤: 第二步：确定出射光、折射光 ·在玻璃砖的NN'侧观察，调整视线，看到P2挡住P1 ·在bb'侧，竖直插大头钍P3，使其将P1、P2都挡住 ·在bb'侧，竖直插大头针P4，使其将P1、P2、P3都挡住 ·移去玻璃砖和大头针，过P3、P4画出射光线0'B ·连接00'，00'即为玻璃砖中的折射光线 第三步：测量角度，算折射率 过o做出法线，可得对应的入射角和指射角通过量角器测量角度，计算折射率多次测量取平均 五、数据处理 1．平均值法：算出不同入射角时的比值 ，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。 五、数据处理 2．图象法：以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率k，则 ，故玻璃砖折射率 。 3．单位圆法： 在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点、OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图 所示。由于 ，且CO＝DO，所以折射率 。 六、注意事项 (1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′点之间距离要稍大一些。 (2)入射角θ1应适当大一些（450~600），以减小测量角度的误差 (3)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。宽度太小，测量误差较大。 【例1】某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1-sinθ2图像，如图所示，则下列判断正确的是（ ） A．他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象 B．玻璃的折射率为0.67 C．玻璃的折射率为1.5 D．他做实验时，研究的是光从玻璃射入空气的折射现象 AC 【例2】某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,实验后留下的痕迹如图所示,设AB的长度为l1 , AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,只需用刻度尺测量________和________(均选填“l1”“l2” “l3”或“l4”),则玻璃砖的折射率可表示为________。  l1 l3 n=l1/l3 【变式训练】如图所示，单色光沿AO从空气射入水中，以O点为圆心，作两半径分别为R和r（R>r）的同心圆，大圆与入射光线相交于A，与折射光线相交于B，小圆与AO延长线相交于M，BM连线恰好和水平界面垂直，垂足为N，则下列说法正确的是（　　） A．水的折射率 B．光线从空气中进入水中，频率变大了 C．光线在AO段的传播时间tAO的大于在OB段的传播时间tOB D．由于数据不足，无法确定入射角和折射角的大小，故无法 计算折射率 A 1、玻璃砖平行移动但宽度不变时的误差 甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其他操作正确，则他测出的折射率值将_______ a a′ b b′ 不变 入射点和出射点发生平移，入射角和折射角都不变，折射率不变 七、系统误差分析 2、玻璃砖平行移动导致宽度变小时的误差 乙同学在确定另一界面bb′时，不小心将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其他操作正确，则他测出的折射率值将__