2020版高考物理总复习第十四章第5节实验：测定玻璃的折射率教学案新人教版

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1、第5节　实验：测定玻璃的折射率用双缝干涉测光的波长夯实基础　【p247】一、实验“测定玻璃的折射率”1．实验目的测定玻璃的折射率．2．实验器材木板、白纸、__玻璃砖__、__大头针__、图钉、量角器、三角板、铅笔．3．实验原理折射率公式n＝____．4．实验步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上．(2)在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为__入射光线__，并过O点画出界面aa′的法线NN′.(3)把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′.(4)在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.(5)在玻璃砖的bb′一侧竖

2、直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住__P1和P2的像__．(6)同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像．(7)记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1＝__∠AON__，折射角θ2＝__∠O′ON′__．(8)用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数．(9)从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里．(10)用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射

3、角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里．(11)算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测的平均值，这就是玻璃的折射率．(12)也可用如下方法求折射率n.用圆规以O为圆心，任意长为半径画圆，交入射线于P点，交折射线于Q点；过P作法线的垂线，交于N，过Q作法线的垂线，交于N′；用刻度尺分别测出PN和QN′之长，则n＝.5．注意事项(1)用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面．严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个边aa′、bb′.(2)实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．(3)大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖

4、每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应__尽量大一些__，以减少确定光路方向时造成的误差．(4)实验时入射角不宜__过小__，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差；入射角也不宜__过大__，否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像，要么看到P1、P2的像模糊不清，并且变粗，不便于__插大头针P3、P4__．(5)由于要多次改变入射角的大小重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号，以免混乱．二、用双缝干涉测量光的波长1．实验目的观察干涉图样，测定光的波长．2．实验器材双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头

5、)、刻度尺．3．实验原理双缝干涉中相邻两条明(暗)条纹间的距离Δx与波长λ、双缝间距离d及双缝到屏的距离L满足Δx＝__λ__．因此，只要测出Δx、d和L，即可求出波长λ.4．实验步骤(1)观察双缝干涉图样①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏．④安装单缝和双缝，使双缝与单缝的缝__平行__，二者间距__5～10__cm__．⑤观察白光的干涉条纹．⑥在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹．(2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．

6、②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移动，记下移动的条纹数n和移动后手轮的读数a2，a1与a2之差即n条亮纹的间距．③用刻度尺测量__双缝到光屏间距离L__(d是已知的)．④重复测量、计算，求出波长的平均值．⑤换用不同滤光片，重复实验测量其他单色光的波长．5．注意事项(1)安装器材时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的__中心轴线上__，并使单缝、双缝__平行且竖直__．(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(3)调节的基本依据是：照在屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝、测量头、遮光

7、筒不共轴所致，干涉条纹不清晰的主要原因是单缝与双缝不平行．(4)光波波长很短，Δx、L的测量对波长λ的影响很大，L用毫米刻度尺测量，Δx利用测量头测量．可测多条亮纹间距再求Δx，采用多次测量求λ的平均值法，可减小误差．►　　【p248】考点突破　　例1如图所示，某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率，OA是画在纸上的直线，他在直线OA适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针，如图所示放上玻璃砖(如粗黑线所示)，然后插上P3、P4大头针．(1)其中他确定P3大头针位置的方法是____________________________________