2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十三章实验：测定玻璃的折射率

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1、实验：测定玻璃的折射率知识内容测定玻璃的折射率考试要求√1.知道测定玻璃折射率的原理、方法、步骤，会画光路图，能计算折射率以课时要求及折射率的平均值，知道实验误差产生的原因和减小误差的方法.2.掌握测定玻璃折射率的方法.3.会确定入射光线和折射光线.4.知道测定入射角和折射角的方法.1．实验原理用插针法确定光路，找出与入射光线相应的出射光线，就能在玻璃砖中画出对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律，便可求出玻璃的折射率．2．实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(3～4枚)、量角器、直尺、铅笔．3．操作步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上．(2)

2、在白纸上画一条直线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ适当大些．如图1所示．1NN′作为法图1(3)在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合．(4)沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb′.(5)在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3，调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像时，把大头针P3插好．(6)在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身及P1、P2的像．(7)记下P3、P4的位

3、置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2.(8)用量角器量出入射角θ和折射角θ的大小．12(9)改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角．sinθ1(10)算出不同入射角时sinθ2的值，求出几次实验中的平均值就是玻璃的折射率．4．注意事项(1)实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．(2)不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用．(3)大头针应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方

4、向时造成的误差．(4)实验中入射角不宜过小或过大，否则会使测量误差增大．(5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光线和入射光线不平行，同样能测出折射率.一、实验原理与操作例1(2017·浙江11月选考·21)在“测定玻璃的折射率”实验时，(1)下列做法正确的是________．A．入射角越大，误差越小B．在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C．实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量D．判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部(2)小明同学在插针时玻璃砖的位置如图2所示，根据插针与纸上已画的界面确定

5、入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．图2(3)小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃砖的两个边，如图3所示，请在虚线框中画出光路图．图3答案解析(1)C(2)偏小(3)光路图见解析(1)本实验在用插针法时，角度不宜过大，否则很难确定折射角，选项A错；不能用铅笔贴着光学面画界面，所以选项B错误；本实验通过sinin＝sinr求折射率，也可以通过画出两个半径一样的圆，通过sinθ＝xr1将角度转化为角度对边之比求折射率，所以选项C正确；在观察像与针是否在一

6、条直线时，应该观察大头针底部，所以(2)由图可知，此次测量的折射角偏大，导致测得的折射率偏小．D错误．(3)光路图如图所示．例2(2017·湖州市高三第一学期调研)根据“测定玻璃的折射率”的实验要求，回答下列问题：某同学先在图4中的线段AO上竖直插上大头针P1和P2，然后准备在bb′外侧插上大头针P3和P4，则插P3的要求是________；插P4的要求是________；在实验中，有两位同学分别设计了记录表格，记录好数据并完成了计算．图4甲同学设计的表格：次数入射角isini折射角rsinrnn130.0°0.50020.9°0.3571.40245.0°0.70730.

7、5°0.5081.391.40360.0°0.86638.0°0.6161.41乙同学设计的表格：次数123角平均值正弦值n入射角i30.0°45.0°60.0°45.0°0.7071.42折射角r20.9°30.5°38.0°28.8°0.497两位同学做得正确的是________(填“甲”或“乙”)．答案竖直插P3时，应让P3挡住P1、P2的像竖直插P4时，应让P4挡住甲P1、P2的像和P3二、实验数据处理例3(2017·浙江十校联盟3月适应性考试)在“测定玻璃的折射率”实验中，的操作，插好了4枚