第4章 第2节 实验：测定玻璃的折射率（课件PPT）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 第2节　科学测量：玻璃的折射率 第4章　光的折射和全反射 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 栏目索引 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 必备知识 自主学习 1．实验目的 (1)测量玻璃的折射率。 (2)学习用插针法确定光路。 2．实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、刻度尺、量角器、铅笔。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 3．实验原理与设计 当光从空气射入玻璃时，根据折射定律＝n，测出入射角i和折射角r，就可计算出玻璃的折射率。 如图所示，透过玻璃砖观察大头针P1、P2，调整视线方向，直到P2的像挡住P1的像。再在观察者同一侧依次插入大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像。这样，P1、P2以及P3、P4的连线分别代表入射光和经玻璃砖折射后射出的光，由此便可画出光路图并测出入射角和折射角。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 (5)重复以上实验步骤多次，最后求出玻璃折射率的平均值。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 5．数据处理 (1)图像法：求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sin isin r图像，由n＝可知图像应为直线，如图所示，其斜率为折射率。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 (2)单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用画单位圆法对数据进行处理。 ①以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E点作NN′的垂线EH，过E′点作NN′的垂线E′H′，如图所示。 ②由图中关系知sin i＝，sin r＝，OE＝OE′＝R，则n＝＝，所以只要用刻度尺测出EH、E′H′的长度就可以求出折射率n。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 6．误差分析 (1)入射光线和出射光线画得不够准确。因此要求插大头针时两大头针间距应稍大些。 (2)入射角、折射角测量不精确。为减小测角时的相对误差，入射角要适当大些，但不宜太大，入射角太大时反射光较强，折射光会相对较弱。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 7．注意事项 (1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且使大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。 (2)入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大。 (3)在操作时，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，不能改变玻璃砖与白纸的相对位置。 (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。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，入射角应尽量小些。(　　) 2．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，大头针应垂直地插在纸面上。(　　) 3．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离应适当大些。(　　) 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 × √ √ 探究点一　实验原理与操作　(科学探究之结论) (2021·河南郑州高二期中)在做“测量玻璃的折射率”的实验时，先在白纸上放上玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，如图所示，其中aa′和bb′分别是玻璃砖与空气相交的两个界面，“＋”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1和P2的光线，该光线与界面aa′交于O点，MN表示法线。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 关键能力 互动探究 (1)请在图中将光路图画完整，并标出光线进入玻璃砖的入射角θ1和发生折射现象后的折射角θ2。 (2)该玻璃砖的折射率可表示为n＝________(用θ1和θ2表示)。 返回导航 高中物理　选择性必修 　第一册　（L） 第4章　光的折射和全反射 (3)在做“用插针法测量玻璃折射率”的实验时，两位同学具体操作如下： ①甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′与bb′后，将玻璃砖垂直于aa′方向沿纸面向