4.2实验：测玻璃的折射率 课件 -2024-2025学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

测定玻璃的折射率 复习巩固 1、折射率的定义？ 2、表达式？ 3、光以一定的入射角射入一块截面为矩形的玻璃砖，请画出光的传播示意图？ i r′ i′ r 思考1：如何测定玻璃的折射率？ 实验原理 实验器材：玻璃砖、白纸、大头针若干、铅笔、直尺、量角器 请根据上述实验器材，设计一个实验方案，测量玻璃的折射率。 总结（1） 实验目的：测定玻璃砖的折射率 实验原理： 实验步骤： 1、确定光路 2、记录数据 3、计算折射率 4、整理实验器材 数据记录 【数据处理】 （1）公式法：计算每次测量的n，求n的平均值。 （2）图像法：做出sinr随sini变化的图像，求出斜率。 sini sinr i3 r3 i2 r2 i1 r1 1.不能用铅笔直接靠着玻璃砖画，以免损伤玻璃砖的光学表面。 注意事项： 2.大头针间距应该适当大一些， 以减小确定光路方向时出现的误差，提高测量的准确度。 3.入射角应适当（15°～75°）。因为入射角过小，折射角更小，测量误差大；入射角过大，则折射光的能量将减少，像不清楚，给观察大头针的像造成困难。 4.大头针应垂直地插在白纸上。 5.改变入射角的大小，求出几组数据的平均值。 思考2：如果没有量角器而只有刻度尺，你能否求出入射角和折射角的正弦值，并进一步求出玻璃的折射率 只需测量长度EH、E′H′，不用测量角度。 单位圆法 思考3:如果没有较厚的截面为矩形的玻璃砖，而只有一块三棱镜，是否可以用类似的方法测量玻璃砖的折射率？ 关键：测出入射角和折射角 思考4：如果将实验中的大头针换为激光笔，又该如何操作 思考5： 1.边界问题 r i （1）如果边界整体向上平移，测出的折射率和真实值相比是偏大、偏小还是不变？ r i （2）如果画出的下边界比实际下边界偏下，测出的折射率和真实值相比是偏大、偏小还是不变？ r i （3）如果画出的上、下边界比实际边界偏外，测出的折射率和真实值相比是偏大、偏小还是不变？ （4）如果画出边界后，实验过程中玻璃砖如图移动，测出的折射率和真实值相比是偏大、偏小还是不变？ r i r i 当堂检测 1、甲、乙两同学用插针法做《测定玻璃的折射率》实验，分别得到如图所示的A、B两种实验记录，其中虚线框表示玻璃砖的实际位置，带箭头的直线是甲、乙同学分别作出的入射、折射、出射光路，则_______图测得的折射率比较准确；误差较大的图测得的折射率偏_______（填“大”或“小”）． 2、三位学生在测玻璃砖的折射率实验中： (1)第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa'和bb'．因不慎碰动了玻璃砖，使它向aa'方向平移了一点（如图），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”） (3)第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图）．用这块玻璃砖测出的折射率n的值将__________． (2)第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa'和bb'都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图）以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______． 3.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图．则 甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 丙同学测得的折射率与真实值相比__________________． 4、 用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜上的一侧插上两枚大头针P1、P2，然后在棱镜的另一侧观察调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上已标明大头针位置和三棱镜轮廓． (1)在本题图上画出所需光路； (2)为了测定棱镜折谢率，需要测量的物理量是________和________，并在图纸上标出； (3)计算折射率公式是________ 课堂小结 实验目的：测定玻璃砖的折射率 实验原理： 实验步骤： 数据记录与处理： 1、公式法 2、图像法 3、单位圆法 $$