2020年高考物理专题十五实验十五：测定玻璃的折射率课件.ppt

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1、实验十五：测定玻璃的折射率一、实验原理与操作二、数据处理与分析1.数据处理(1)计算法：计算每次折射率n，求出平均值.(2)图象法(如图S15-1所示)图S15-2图S15-1(3)单位圆法(如图S15-2所示)三、误差分析1.确定入射光线、出射光线时的误差.故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点；2.测量入射角与折射角时的误差.故入射角不宜过小，但也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱.四、注意事项1.玻璃砖要用厚度较大的；2.入射角应在30°到60°之间；3.大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些.【

2、基础自测】1.在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线.现有甲、乙、丙三位同学分别做出如图的三组插针结果.从图上看，肯定把针插错了的同学有________.图S15-3解析：光线透过平行玻璃砖时出射光线与入射光线平行，且从空气射入玻璃砖时入射角大于折射角，因而光线透出时相对于入射光线向右下侧发生偏移，由图可知，甲乙图中出射光线不符合事实，肯定插错了.答案：甲、乙考点1数据处理【典题1】(2018年甘肃民勤三中月考)如图S15-4所示，用某种透光物制成的直角三棱镜A

3、BC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3_______，P4________.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝______，并在图中画出正确完整的光路图.图S15-4解析：在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，

4、直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2，P4挡住P1、P2以及P3的像.则知P1、P2在入射光线上，P3、P4在出射光线，连接P1、P2作为入射光线，连接P3、P4，作为出射光线，再画出折射光线，如图D79.由几何知识得到入射角i＝30°，又折射角r＝45°，则折射率图D79答案：(1)让P2的像挡住(2)挡住P1、P2的像(3)挡住P3以及P1、P2的像(4)(5)如图D80所示.图D80考点2误差分析【典题2】在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中，甲、乙

5、、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S15-5①、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.图S15-5(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).(3)丙同学测得的折射率与真实值相比_________________.解析：(1)用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了

6、，所以折射角增大，折射率变小；(2)用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；(3)用图③测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变.答案：(1)偏小(2)不变(3)可能偏大、可能偏小、可能不变考向1实验操作的创新根据全反射的条件，使入射光从透明介质向空气传播，调节入射角的大小，使其恰好发生全反射，这时的入射角就是临界角，根据临界角公式求出折射率的大小.【典题3】某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率.开始时玻璃砖的位置如图S15-6中实线所

7、示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像.如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失.此时只需测量出______________，即可计算出玻璃砖的折射率.请用你的测量值表示出折射率：________.图S15-6解析：由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到P1、P2的像，画出如图D81所答案：玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ图D81考向2数据处

8、理的创新使入射光线的入射角一定，根据不同位置折射角的大小，由折射率的定义式算出折射率的大小.【典题4】学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图S15-7所示.在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半