第14章 第6讲 实验：测定玻璃的折射率（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第6讲　实验：测定玻璃的折射率 一、基本原理与操作 操作要领 (1)铺白纸、画线 ①将白纸用图钉固定在木板上 ②画出两边界线aa′和bb′、法线NN′、入射光线AO (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 2．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。 3．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。 一、基础考法保住分 考查点(一)　实验原理与操作 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) 考查点(二)　数据处理与误差分析 2．如图所示，在“测定玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找到跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而确定玻璃中的折射光线OO′。 (1)在图中标记了四个角，分别为θ1、θ2、θ3、θ4，则玻璃的折射率n＝________。 (2)下列措施中，不能减小实验误差的是________。 A．玻璃砖界面aa′与bb′间的距离适当大些 B．入射角要尽量小些 C．大头针应竖直地插在纸面上 D．大头针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些 3．做测定玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况： (1)甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出sin i-sin r图像如图甲所示，则下列判定正确的是________。 A．光线是从空气射入玻璃的 B．该玻璃的折射率约为0.67 C．该玻璃的折射率约为1.5 D．该玻璃置于空气中时临界角为45° (2)乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y＜0区域放入某介质(以x轴为界面)，并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A(8 cm,3 cm)、B(1 cm，－4 cm)、C(7 cm，－4 cm)，则： ①入射点O′(图中未标出)的坐标为__________； ②通过图中数据可以求得该介质的折射率n＝__________。 二、创新考法不失分 创新角度(一)　实验器材、数据处理的创新 1. 如图甲所示，在测定玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放 好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然 后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。 (1)此后正确的操作步骤是________。 A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像 D．插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3 (2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________(选填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。 创新角度(二)　实验方法的创新 2． 某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。 开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一 直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢 转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出______________