第四章 2 实验 测定玻璃的折射率-【导与练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步全程学习教学课件ppt（新教材，教科版）

2　实验:测定玻璃的折射率 探究·必备知识 物理 一、实验目的 1.掌握测定玻璃的折射率的原理。 2.学会插针法测定玻璃的折射率。 二、实验原理 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 三、实验器材 长方形玻璃砖、白纸、平木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、直尺(或三角板)、铅笔。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 归纳·科学思维 物理 一、实验步骤 1.如图所示,将白纸用图钉钉在平木板上。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 2.在白纸上画出一条直线EE′作为两种介质的分界面,过EE′上的一点B画出界面的法线NN′,并画一条线段AB作为入射光线。 3.把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟EE′对齐,用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的第一边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出玻璃砖的另一边FF′。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 4.在直线AB上竖直插上两枚大头针G1、G2,透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像,调整视线方向直到G2的像挡住G1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针G3、G4,使G3挡住G1、G2的像,G4挡住G3本身及G1、G2的像,记下G3、G4的位置。 5.移去大头针和玻璃砖,过G3、G4所在处作直线CD与FF′交于C点,直线CD就代表了沿AB方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 6.连接BC,入射角i=∠ABN,折射角r=∠CBN′,用量角器量出i和r。改变入射角i的数值,可分别取15°、30°、45°、60°、75°时的折射角,查出它们的正弦值。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 二、数据处理 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 三、注意事项 1.实验中,玻璃砖在白纸上位置不可移动。 2.不能用手触摸玻璃砖光洁面,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。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 4.实验中入射角不宜过小,也不宜过大,否则会使测量误差大。 5.本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖,而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等,那么只是出射光线和入射光线不平行,同样能测出折射率。 四、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,玻璃砖应宽一些。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 2.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当,一般取入射角在15°～75°,以减小测量的相对误差。 3.出射点位置确定不准造成误差。 若实验中入射点选择不合适,使光线从玻璃砖的侧面射出,而没有从与入射面平行的另一面射出,会造成很大误差,故实验中应注意玻璃砖的边界,使光线从互相平行的两面射入和射出。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 4.玻璃砖的边界确定不准确造成误差。 若实验中移动了玻璃砖,或所画边界与玻璃砖实际边界不重合,会造成入射角或折射角错误,故实验中应使所画边界与玻璃砖实际边界一致,且实验中保持玻璃砖位置不动。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 提升·关键能力 物理 类型一　实验操作及数据处理 [例1] 如图所示,在测定玻璃的折射率的实验中,两位同学先把方格纸固定在木板上。再把玻璃砖放在方格纸上,并确定a和b为玻璃砖的上下界面的位置。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2。请完成以下实验步骤: (1)下列操作步骤正确的是　　　　。(多选)  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P3和P1、P2的像 BD 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 解析:(1)在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1和P2,确定入射光线,然后插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,再插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像,从而确定出射光线。B、D正确。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 (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),在图中作出完整的光路图。 答案及解析:(2)光路图如图所示。 探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 (3)利用光路图计算此玻璃砖的折射率n=　　　　。  探究·必备知识 归纳·科学思维 提升·关键能力 [针对训练1] 如图甲、乙所示,在用插针法做“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,通过插针法找出跟入射