内容正文:
实验15 测定玻璃的折射率
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一、实验目的
1.测定玻璃的折射率。
2.学会用插针法确定光路。
二、实验原理
实验原理如图所示,当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B,从而找出折射光线O1O2和折射角θ2,再根据 ,求出玻璃的折射率。
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三、实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、刻度尺、铅笔。
四、实验步骤
1.如图所示,把白纸铺在木板上。
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2.在白纸上画一直线aa'作为界面,过aa'上的一点O画出界面的法线NN',并画一条线段AO作为入射光线。
3.把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa'重合,再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb'。
4.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。
5.从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上两枚大头针P3、P4,使P3能挡住P1、P2的像,P4能挡住P3本身及P1、P2的像。
6.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置,过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折射角。
7.改变入射角,重复实验。
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五、数据处理
1.计算法
用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的 ,并取平均值。
2.作sin θ1-sin θ2图象
改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图象,由n= 可知图象应为直线,如图所示,其斜率为折射率。
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3.辅助线段法
利用刻度尺作辅助线,测出辅助线的长度大小,求玻璃的折射率。
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4.单位圆法
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六、误差分析
1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故在
入射侧和出射侧所插两枚大头针的间距应大一些。
2.入射角和折射角