第十三章 实验17 测量玻璃的折射率-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（新教材，粤教版）

实验17　测量玻璃的折射率 梳理必备知识 回归教材 一、实验原理 二、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔等。 三、实验步骤 1.用图钉把白纸固定在木板上。 2.在白纸上画一条直线aa′,并取aa′上的一点O为入射点,作过O点的法线MM′。 3.画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P1、P2两个大头针。 4.在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb′。 5.眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向,使P1的像被P2的像挡住,然后在眼睛这一侧插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上P4,使P4挡住P3和P1、P2的像。 6.移去玻璃砖,拔去大头针,由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′,连接O、O′得到线段OO′。 7.用量角器测量入射角i和折射角r,并查出其正弦值sin i和sin r。 8.改变入射角,重复实验。 四、数据处理 五、误差分析 1.确定入射光线、出射光线时的误差,故入射侧、出射侧所插两个大头针间距离宜大些。 2.测量入射角与折射角时的误差,故入射角不宜过小,但也不宜过大,过大则反射光较强,出射光较弱。 六、注意事项 1.实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O′之间距离要稍大一些。 2.入射角i不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。 3.操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,也不能把玻璃砖界面当尺子画界线。 4.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,若宽度太小,则测量误差较大。 提升关键能力 突破考点 考点一　基础性实验 [例1] [实验原理与实验步骤] 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 (1)下列那些操作有助于减小测量误差　　　　。(多选)  A.选用较粗的大头针,以便大头针的像能看得清晰 B.选用宽度适当大一点的玻璃砖 C.入射角不要过大,也不要过小 D.P3和P4两针的距离要适当远一点 E.玻璃砖的前后两个侧面务必平行 解析:(1)选用较粗的大头针,对确定光线的方向会产生更大的误差,选项A错误;选用宽度适当大一点的玻璃砖,偏折现象更加明显,有助于减小误差,选项B正确;入射角大小要适当,不要过大,也不要过小,有助于减小误差,选项C正确;P3和P4两针的距离要适当远一点,可减小确定光线方向时产生的误差,选项D正确;即使玻璃砖的前后两个侧面不平行,但只要操作正确,也不会产生误差,选项E错误。 答案:(1)BCD [例1] [实验原理与实验步骤] 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 (2)本实验先画入射光线,再插上P1和P2两针,因入射光线已经画好,故只要P1和P2两针插得准、插得直就可以,对两针距离远近没有要求,这个说法是 　　　　(选填“正确”或“错误”)的。  解析:(2)尽管入射光线已经画好。但是在插针P3和针P4时仍需要观察,故针P1和针P2插得适当远一点可以减小误差,所以这个说法是错误的。 答案:(2)错误 [例1] [实验原理与实验步骤] 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 (3)某同学在插P4这枚针的时候不小心插得偏右的了一点,此操作会导致折射率的测量值　　　　(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。  答案:(3)偏小 [例2] [数据处理与误差分析] (2023·广东梅州模拟)如图1所示,是利用插针法测定玻璃砖折射率的实验得到的光路图,玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行,则: (1)以入射点O为圆心,以R=5 cm长度为半径画圆,与入射线PO交于M点,与折射线的延长线OQ交于F点,过M、F点分别向法线作垂线,量得MN=1.68 cm,EF= 1.12 cm,则该玻璃砖的折射率n=　　　 　。  答案:(1)1.5 [例2] [数据处理与误差分析] (2023·广东梅州模拟)如图1所示,是利用插针法测定玻璃砖折射率的实验得到的光路图,玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行,则: (2)若玻璃砖AB面与CD平行,但某同学操作时将界线aa′、bb′画好后误用另一块宽度稍窄的玻璃砖如图2所示,实验中除用原界线外,其他操作都正确,则测得玻璃的折射率将　　　　。  A.偏大 B.偏小 C.不影响结果 D.不能确定 解析:(2)如图所示,实线是实际光路,虚线是该同学所作的光路,可见,该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小。 答案:(2)B 考点二　创新性实验 [例