高考物理一轮复习实验十四测定玻璃的折射率理论指导新人教版

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1、【创新方案】2014年高考物理一轮复习实验十四测定玻璃的折射率一实验目的(1)测定玻璃的折射率。(2)学会用插针法确定光路。如图实一14—1所示，当光线力。以一・定的入射角外穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线力〃对应的出射光线从而求出折射光线和折射角九，再根据Oin0、MV~*或心赤算出玻璃的折射率。sin〃20三实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、虽角器(或圆规)、三角板、铅笔。四实验步骤(1)如图实一14一2所示，用图钉把白纸固定在木板上。图实一14一2⑵在白纸上画一条直线,并収加'上的一点。为入射点，

2、作过0的法线AM。(3)画出直线作为入射光线，并在昇0上插上“、尺两枚大头针。(1)在白纸上放上玻璃砖，使其屮一个长边与直线站'对齐，并画出另一条长边的对齐线bb'。(1)通过玻璃砖观察并调整视线方向，使A的像被£挡住，然后在观察一侧插上大头针使必同时挡住尺、A的像，再插上只扌当住A及尺、"的像。(2)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针A、A的针孔位置确定出射光线”〃及出射点09,连接0、/得线段加，则加‘即玻璃砖内的折射光线。(3)用量角器测量入射角尙和折射角九，并查出其正弦值sin老和sin九。(4)改变入射角，重复实验，记

3、录下每次的入射角给和折射角九。五数据处理(1)计算法:用量角器测量入射角“和折射角％,并查出其正弦值sin外和sin九。算出不同入射角吋的里气，并取平均值。sin〃2图实一14—3(1)作sin〃】一sin九图象：改变不同的入射角趴,测出不同的折射角九，作sin趴-sin%图象，由心竺時可知图彖应为直线，如图实一14—3所示，其斜率为折射率。sinu2⑶“单位圆”法确定sin〃】、ti图实一14一4以入射点。为圆心，以一定的长度斤为半径画圆，交入射光线创于F点，交折射光线00'于夕点，过ZT作用V的垂线防，过F作曲的垂线FH1

4、o如图实一14—4所示,FH卩H‘qin0FHsin8=~^sin82=,0H=OH'=R,贝ij/?=~=―。只耍用刻度尺量出EH、EH'的长度就可以求出加穴注意事项(1)玻璃砖宜适当宽些目.实验屮玻璃砖的位置不要移动。用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃砖的毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺鬥出i界而。(2)人头针应竖肓插入，两人头针间距离宜人些。(1)所选入射角不应过大，否则在另一侧看不清/仁几的像；也不应过小，否则测量误差较大。(2)山于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应。弋误差分析(1)入射光线、出射光线确

5、定的准确性造成谋差，故入射侧、岀射侧所插人头针间距人一些。(2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角适当大一些，以减小测量的相对误差。H考情案例导析［■叱实验原理与操作［例1］(2012・浙江高考)在“测定玻璃的折射率”实验屮，某同学经正确操作插好了4枚人头针，如图实一14—5甲所示。图实一14一5(1)根据图甲画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率刀=(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经」］：确操作插好了8枚大头针，如图乙所示。图中A

6、和七是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出対光线上的2枚人头针是必和(填“才'或“矿)o［解析］(1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖屮传播的方向。光路如图所(2)设方格纸上正方形的边长为1,光线的入射角为7,折射角为r,则sini=〔宀p5・3「+4「=0.798,2.2Slnr=V2.22+3.62=°-521所以玻璃的折射率心册金1泪®(1)由题图乙可知，光线"虫入射到玻璃砖上时，相当于光线射到了一个三棱镜上，因此出射光线将向底边偏折

7、，所以出射光线过A和Ao［答案］(1)见解析(2)1.53(说明：±0.03范围内都可)⑶昇IT数据处理与误差分析［例2］在做测定玻璃折射率n的实验时：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面站和c〃时不慎碰了玻璃砖使它向必方向平移了一些，如图实一14—6甲所示，其后的操作都正确。但画光路图时，将折射点确定在ab和刃上，贝I」测出的刀值将图实一14一6(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的RH和H刃都比实际界面向外侧平移了一些，如图乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在RH和Rdr上，则所测出的〃值

8、将。(3)丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界血明显不平行。这时测出的刀值将。［解析］⑴由图甲可以看出折射角不变，入射角相同，故测得的折射率将不变。(2)由图乙可看出，使入射点向左移，折射点向右移，所画出的折射介比实际折射角偏大，由/7=巴气知，测得的折射率偏小