第13章 第3讲 实验：测量玻璃的折射率（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第3讲 实验：测量玻璃的折射率 开始 1 01 02 实验知能·系统归纳 迁移应用·发展素养 2 第3讲　实验：测量玻璃的折射率(基础实验) 一、理清原理与操作 原理装置图 操作要领 (2)插针与测量 ①在AO上插上两枚大头针P1、P2，在玻璃砖另一侧通过观察插上大头针P3、P4 ②移去玻璃砖和大头针，连接P3、P4交bb′于O′，连接OO′ ③测出入射角θ1、折射角θ2 三、扫描实验盲点 1．注意事项 (1)玻璃砖要用厚度较大的。 (2)入射角不宜过大或过小，一般控制在30°到60°之间。 (3)大头针要竖直插在白纸上，且距离应适当大一些。 (4)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．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一些。 (2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。 1．(2023·衡水模拟)小明利用插针法做“测定玻璃砖的折射率”实验，正确操作后在白纸上画出了入射光线和折射光线，由于没有量角器，小明采用以下方法处理数据：以入射点O为圆心在白纸上作圆，该圆与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线MN的垂线，垂足分别为C、D点，如图1所示，然后改变入射角，重新进行实验，并仍按上述方法进行数据处理；设AC、BD的长度分别为x、y，小明一共获得了8组x、y值，并在y -x坐标系中描出各对应的点，如图2所示，根据图可求得该玻璃砖的折射率为____________。(保留三位有效数字) 答案：1.50(1.40～1.60均正确) 2．(2023·靖江模拟)如图所示，某同学在“测量玻璃的折射率” 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OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有_________。 A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P2的像和P1的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P2、P1的像 (2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝__________。 (3)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，则所测得的折射率将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (4)若所使用的玻璃砖的界面bb′与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 解析：(1)确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，故A、C错误，B、D正确。 (3)如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些，bb′ 移到图中虚线位置，而在作光路图时aa′不变，作出光路图： 线①表示实际的光路，线②表示作图时所用的光路，可见， 测量得到的入射角没有变化，而折射角偏小，根据折射率公式可知所测得的折射率将偏大。 (4)测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关。所以若所使用的玻璃砖的bb′与aa′不平行，其他操作无误，则所测得的折射率将不变。 3．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)下列说法正确的是________。 A．入射角越大，折射率的测量越准确 B．入射角越小，折射率的测量越准确 C．应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，垂足分别为C、D点， 如图所示，则玻璃的折射率n＝____________。(用图中线段AC、BD表示) 解析：(1)入射角合适即可，不是越大或越小误差就越小，A、B错误；应选用细的大头针完成实验，这样光线的确定才会比较准确，C错误；插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，这样确定的光线方向比较准确，D正确。 (2)入射光线与出射光线平行，并且光线在玻璃中与法线的夹角要小于空气中与法线的夹角，故选D。 4．某同学为测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示