高考物理总复习课件人教版高中物理选修三《实验测定玻璃的折射率》专题讲解ppt课件

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1、第二单元　实验：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．二、实验原理图1三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔．四、实验步骤1．如图2所示，将白纸用图钉按在木板上，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面．过aa′上的一点O画出界面的法线MN，并画一条线段AO作为入射光线图22．把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′.3．在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的

2、方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像及P3，记下P3、P4的位置．4．移去玻璃砖连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM，折射角θ2＝∠O′ON.五、实验数据的处理方法1．图象法：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2图象，由n＝可知图象应为直线，如右图3所示，其斜率为折射率．图32．单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用单位圆法．(1)以入射点O为圆心，以一定长

3、度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′.如图4所示．图4六、注意事项1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针要插得竖直，且间隔要大些．3．入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．七、误差分析1．用插针法测玻璃的折射率，误差的主要来源是对角度的描绘与测量，因此要求插大头针时两大头针间距应较大，测角时，应

4、使入射角稍大些，但不宜过大．2．在用图象法处理实验数据时，应保证所作的点在同一直线上，算出不同入射角时的比值，看它们是否接近一个常数．每次实验时，将入射角和折射角一一对应，进行编号，以免相混，所作的图象若不是一条直线，说明操作过程有些数据出现差错．【例1】如图5所示，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下各说法中正确的是(　　)图5A．P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B．P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C．入射角θ1适当大些可以提高准确度D．入射角太大，折射光线会在玻璃砖的

5、内表面发生全反射，使实验无法进行E．P1、P2的间距，入射角的大小均与实验的准确度无关解析：因为实验中的入射光线和折射光线都是通过隔着玻璃砖观察一直线后确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差，A正确；入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，C正确；由于光通过玻璃砖时，各相关角度是互相制约着的，其出射角恒等于入射角，而对于入射角的界面，光线是从光疏介质射入光密介质，折射角必小于入射角，当入射角趋于最大值90°，折射角也趋于最大值C，而对于出射的界面，在玻璃砖内的折射光线的入射角最大值也只能为C，根

6、据光路可逆原理，出射角最大也趋于90°，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，D错．答案：AC【例2】　在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、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6①、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6(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”

7、)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比__________．解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折小了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．答案：(1)偏小　(2)不变　(3)可能偏大、可能偏小、可能不变【例3】(2009年牡丹江模拟)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

8、半径OA上，垂直盘面图7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，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住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