第二节 测定介质的折射率（教学课件）物理粤教版选择性必修第一册

第2节 测定介质的折射率 第四章 光及其应用 粤教版选择性必修一 课堂引入 壹 课堂练习 叁 目录 知识讲解 贰 课堂引入 第一部分 壹 一、课堂引入 【课堂回顾】 从上一讲我们知道，把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值之比n，叫作这种介质的折射率 【思考】如何测定玻璃砖的折射率呢？ 知识讲解 第二部分 贰 测定透明玻璃砖的折射率 一、测定透明玻璃砖的折射率 1. 实验原理 当光线斜射入玻璃砖中，找出入射角i的和折射角r的正弦值，利用公式n=可求。 2. 实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉、量角器、直尺、铅笔 一、测定透明玻璃砖的折射率 3. 实验步骤 （1）把白纸用图钉钉在木板上。 （2）如图所示用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的一条线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角i适当大些。 （3）在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合。 i r b （4）沿玻璃砖的另一侧面用直尺画一条直线bb′。 （5）在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3，调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像时，把大头针P3插好。 6.在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像。 7.记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为γ。 8.用量角器量出入射角i和折射角γ的大小。 9.改变入射角i，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角。 一、测定透明玻璃砖的折射率 4. 数据处理 （1）计算法 通过多次测量入射角和折射角，得出多组入射角和折射角的正弦值，再代入n=中求出多个n的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率。 （2）作图法 1.以入射点O为圆心，以适当的半径画辅助圆 2.过入射光线与圆的交点A向法线作垂线交于C 3.过折射光线与圆的交点B向法线作垂线交于D A C D B 4. 数据处理 （1）计算法 通过多次测量入射角和折射角，得出多组入射角和折射角的正弦值， 再代入n=中求出多个n的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率。 （3）图像法 求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sin i－sin γ图像，由n＝可知图像应为过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率。 一、测定透明玻璃砖的折射率 一、测定透明玻璃砖的折射率 5. 注意事项 （1）实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。 （2）不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能把玻璃砖当尺子用。 （3）大头针应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方向时造成的误差。 （4）实验中入射角不宜过小或过大，否则会使测量误差增大。 一、测定透明玻璃砖的折射率 【典例1】“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D。 (1)在插入第四个大头针D时，要使它_______________________。 (2)在图上画出光传播的光路。 (3)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是______________________ (在图上标出它们)。 挡住C及A、B的像 入射角∠AOM，折射角∠O′ON 一、测定透明玻璃砖的折射率 【典例2】用插针法测定玻璃的折射率的实验中： (1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面后，不小心碰了玻璃砖，使它向上平移了少许，如图1所示，他测出的折射率将 （偏大、偏小、不变） (2)乙同学在画界面时，不小心将两界面间距画得比玻璃砖宽度大些，如图2所示，则他测得的折射率 （偏大、偏小、不变） 不变 偏小 一、测定透明玻璃砖的折射率 【典例3】用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线。