高中物理实验：测定玻璃的折射率辅导讲义

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1、实验：测定玻璃的折射率知识回顾——光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．注意：在折射现象中光路是可逆的．3．折射率：（1）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率.折射率用n表示.即.（2）某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比.即：.由于v＜c，所以任何介质的折射率都大于1.4.玻璃砖：所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱，当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是

2、：⑴射出光线和入射光线平行；⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。实验的基础知识图1【实验目的】理解插针法测定玻璃折射率的原理；会用插针法测定玻璃的折射率。【实验原理】如图1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＇，然后测量出角θ1和θ2。多测几次实验，根据n=计算出平均值，就是玻璃的折射率。说明：采用“插针法”来测定玻璃的折射率，利用了折射率的定义式，插针的目的是为了找到入射光线和出射光线，从而可以确定玻璃内部的折射光线，才能找到相应的入射角θ1和折射角θ2.【实

3、验器材】玻璃砖、白纸、大头针、量角器、圆规、三角板、图钉等【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，做出过O的法线MN；3.画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针；4.在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与aa＇对齐，并画出另一条长边的对齐线bb＇；5.通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P1的像被P2挡住，然后在观察一侧插上大头针P3，使P3挡住P2、P1的像，然后再插上大头针P4，使其挡住P3和P2、P1的像；6.移去玻璃砖，拔掉大头针，由P3、P4的针孔位置确定出出射光线O＇B及O＇的位置，连接O、O＇得线段O

4、O＇；7.用量角器量出入射角θ1和出射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2；8.改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的的值，并取平均值。【注意事项】1.玻璃砖宜选宽度大些好，实验过程中玻璃砖与白纸的相对位置不能改变；2.-6-用心爱心专心大头针应竖直插立，两大头针间距宜大；3.所选入射角不应过大，否则在另一侧面看不清P1、P2的像，但也不要太小，否则误差较大；4．在操作时，手尽量不要触摸玻璃砖的光洁面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线。【数据处理】1.作图法：为了减小误差，可以用作图法求出折射率，改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，以sinθ1为横坐标，sinθ2为纵坐标，做

5、出sinθ1―sinθ2图象，由n=可知图象应为直线，则直线的斜率就表示玻璃的折射率。图22.直尺圆规测量法：所谓“直尺圆规测量法”，如右图所示，以Ｏ点为圆心，以一定长R为半径，画一个圆交入射光线于E点，交折射光线OO＇于E＇，过E做NN＇的垂线EH，过E＇做NN＇的垂线E＇H＇，如右图所示，sinθ1＝，sinθ2＝，OE＝OE＇＝R，则n=＝。只要用刻度尺测出EH、E＇H＇的长度就可以求出n。【误差分析】1.误差来源于实验器材的选择，选用玻璃砖宽度较小，小于5cm则测量误差较大。2.用铅笔作光路图时，画的线要细，以减小误差。3.若用刻度尺去测量长度时，尽量选用较精密的测量工具。4.若用量

6、角器去测量入射角和折射角时，视线要与刻度面垂直，使测量结果较准确，减小误差。例1在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算.根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确.甲同学设计的表格是：次数入射角θ1sinθ1折射角θ2sinθ2nn130°0.50020.9°0.3571.401.40245°0.70730.5°0.5081.39360°0.86638.0°0.6161.41乙同学设计的表格是：次数123角平均值正弦值n入射角θ130°45°60°45°0.7071.42折射角θ220.9°30.5°38.0°28.8°0.497图3（

7、1）上述两位同学做的正确的是______（选填“甲”或“乙”）.（2）根据你的选择，请利用恰当的图象求出玻璃的折射率。解析：（1）为减小测量误差，应采用多次测量求平均值的办法，但求平均值不是求入射角和折射角的平均值，而应是测出每一次的入射角、折射角，计算出每一次测量的折射率，然后再求平均值，因此甲同学的表格设计是合理的。-6-用心爱心专心图4（2）以sinθ2为横坐标，以sinθ1为纵坐标，建立sinθ2—s