实验十四测定玻璃的折射率

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1、实验十四　测定玻璃的折射率1.如图所示，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(　　)A．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成一直线后确定的，大头针相互间的距离太小，容易出现偏差，A正确、B错误；入射角适当大些，相应的折射角也增大，

2、折射现象较明显，容易测量些，C正确、E错误；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：AC2．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aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃

3、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________(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”)．(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大了，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)

4、偏小　(2)不变　(3)可能偏大、可能偏小、可能不变3.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．(1)此玻璃砖的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；(2)②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．解析：据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝＝；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的

5、玻璃砖来测量．答案：(1)或　(2)大4.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝________.解析：光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到P1、P2的像时发生全反射，测

6、出玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ，此时入射角θ即为全反射临界角，由sinθ＝得n＝.答案：玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ　5.如图所示是用某种透光物质制成的直角三棱镜ABC；在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像________，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________，记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°，则该透光物质的折射率n＝_

7、_______，并在图中正确地画出完整的光路图．解析：折射率的测定原理是依据折射定律n＝，利用插针法将光在介质中的传播路线确定，从而测出相应的入射角θ1和折射角θ2，求解出n值．而插针便是利用它挡住物体(大头针)的像，用P3挡住P1、P2的像是为了确定入射光线，用P4挡住P3和P1、P2的像是为了确定出射光线．由题给条件可画出如图所示的完整光路图，且θ1＝45°，θ2＝30°所以n＝＝＝＝.答案：被P2的像挡住　挡住P1、P2的像　挡住P3和P1、P2的像　　光路图见解析图6．利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：在白纸

8、上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖(圆心为O)放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两枚大头针P1和P2，然后半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光