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《2019_2020学年高中物理第四章2学生实验：测定玻璃的折射率课件教科版.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.学生实验:测定玻璃的折射率1.通过实验了解平行玻璃砖的光学性质.2.会用“插针法”测定玻璃的折射率.1.实验目的测定玻璃的折射率,掌握光发生折射时入射角和折射角的确定方法.2.实验器材白纸、图钉、大头针、直尺或三角板、铅笔、量角器、平木板、两对面平行的玻璃砖.3.实验原理如图所示,用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O'B,确定出O'点,画出折射光线OO',然后测量出入射角i和折射角r,根据公式4.实验步骤(1)将白纸用图钉按在绘图板上.(2)在白纸上画出一条直线aa'作为两种介质的界面(
2、线),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)把玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边跟aa'对齐.用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的另一长边,按住直尺或三角板不动,将玻璃砖取下,画出玻璃砖的另一边bb'.(4)在直线AO上竖直地插上两枚大头针G1、G2,放回玻璃砖,从玻璃砖另一侧透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像,调整视线方向,直到G2的像挡住G1的像.(5)再在观察的这一侧竖直地插两枚大头针G3、G4,使G3挡住G1、G2的像,G4挡住G3及G1、G2的像,记下G3、G
3、4的位置.(6)移去大头针和玻璃砖,过G3、G4的插点画直线O'B,与bb'交于O',直线O'B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向.连接OO',OO'是在玻璃砖内折射光线的路径.(7)入射角i=∠AON,折射角r=∠O'ON'.用量角器量出入射角i和折射角r,从三角函数表中查出它们的正弦值.(8)用上述方法分别求出入射角分别为15°、30°、45°、60°、75°时的折射角,查出它们相应的正弦值.探究一探究二实验注意事项和数据处理1.注意事项(1)实验中,玻璃砖在纸上的位置不可移动
4、.(2)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另一边bb'.(3)大头针应竖直地插在白纸上,且玻璃砖每一侧的两枚大头针G1与G2间、G3与G4间的距离应大一些,以减少确定光路方向时造成的误差.(4)实验时,入射角i不宜过小,否则会增大测量角度的误差;入射角也不宜过大,因入射角太大时,折射光线太弱.(5)为减小实验误差,要改变入射角,重复实验,所以应将每次实验所得的插孔进行编号,以免造成混乱.(6)玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5cm以上,若宽度
5、太小,则测量误差较大.探究一探究二2.数据处理处理方式一:在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OO'(或OO'的延长线)交于D点,过C、D两点分别向NN'作垂线,分别交NN'于C'、D',用直尺量出CC'和DD'的长,如图甲所示.探究一探究二重复以上实验,求得各次折射率的计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值.在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值的基础上,以sinr值为横坐标、以sini值为纵坐标,建立直角坐标系,如图乙所
6、示.描数据点,过数据点连线得一条过原点的直线.求解图线斜率,设斜率为k,则n=k.探究一探究二误差分析1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射方向、出射方向所插两枚大头针间距应大一些,玻璃砖应宽一些.2.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差.【例题1】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.如图所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF.在半径OA上,垂直盘面插上两大头针P1、P2,并保持
7、P1、P2位置不变.每次测量时都让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体的折射率的值.(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所刻折射率的值为.(2)图中P3、P4两位置相比较,哪一处所对应的折射率值大?.(3)作AO的延长线交圆周于K,K处对应的折射率的值应为.(2)因为∠EOP4>∠EOP3.由折
8、射定律可以判断,P4处所对应的折射率大.(3)由于沿AOK方向,光线没改变方向,所以K处对应的折射率为1.【例题2】在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙两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①②所示,其中甲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:(1)甲同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”).(2)乙同学测得的折射率与真实值相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”
