2018年高考物理一轮复习专题61测定玻璃的折射率（讲）（含解析）

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1、专题61测定玻璃的折射率1.学会用插针法确定光路.2.会用玻璃砖和光的折射定律测定玻璃的折射率．1．实验原理如原理图甲所示，当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B，从而求出折射光线O1O2和折射角θ2，再根据或算出玻璃的折射率．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．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上．(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线NN′.(3)画出线段AO作为入射光线，并在

2、AO上插上P1、P2两根大头针．(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′.(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2-5-的像．(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′.(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.(8)

3、改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值．★重点归纳★1．实验数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.算出不同入射角时的，并取平均值．(2)作sinθ1－sinθ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2图象，由可知图象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法确定sinθ1、sinθ2，计算折射率n.以入射点O为圆心，以一定的长度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

4、NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′.如实验原理图丙所示，.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n.2．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另一边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，且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差．(4)实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb′一侧将看不到P1、P2的像．★典型

5、案例★两位同学用两面平行的玻璃砖做“测玻璃的折射率”实验。（1）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交（法线）延长线于C点，过A点和C点做垂直的线段分别交于B点和D点，如图所示，测量有关线段长度，可得该玻璃的折射率。（用图中线段表示）-5-（2）乙同学在画界面时，不小心将两界面和间距画得比玻璃砖宽度大些，下界面与实际相同，如图所示，若操作无误，则他测得的折射率比真实值（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）；（2）偏小【名师点睛】本题是插针法测定玻璃砖

6、的折射率，实验原理是折射定律，采用单位圆法处理数据，根据原理分析实验误差。-5-★针对练习1★在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙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ab、cd为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比；乙同学测得的折射率与真实值相比；丙同学测得的折射率与真实值相比。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）①abcdbadc③abdc②【答案】偏小；不变；偏小【名师点睛】对

7、于实验误差，要紧扣实验原理，用作图法，确定出入射角与折射角的误差，即可分析折射率的误差。★针对练习2★用某种透光物质制成一块直角三棱镜，其横截面为如图所示的直角三角形ABC，∠C=30°。把方木板放置在桌面上，该三棱镜放在木板上，且将一张白纸压在三棱镜和木板之间。透过白纸在木板上垂直插两枚大头针P1、P2，并使P1、P2插入点的连线垂直于AB面。在BC面的右侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧的视线上先后垂直于木板插上另外两枚大头针P3、P

8、4，使得P3______________，P4______________；记下P3、P4插入点的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4插入点作直线，量出该直线与BC面的夹角为37°。则该透光物质的折射率n=__________，请在图中画出相应的正确完整的光路图。（取sin37°=0.60）-5-【答案】被P2的像