2019-2020年高中物理 4.2实验探究 测定玻璃的折射率导学案新人教版选修3-4

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1、2019-2020年高中物理4.2实验探究测定玻璃的折射率导学案新人教版选修3-4授课班级：高二（）班授课时间：【目标导航】AOaa´bb´P1P2P3P4NN´irO´1、明确光通过玻璃时的入射角、折射角；2、学习插针法测定玻璃的折射率；3、能够应用折射率解决相关的物理问题。【学习重难点】教学重点:学习插针法测定玻璃的折射率。教学难点:测定折射角和入射角不同方法【自主学习】【新知学习】一．测定玻璃的折射率1．实验操步骤：①将白纸铺在木板上用图钉固定，在纸上画一直线aa´，作为界面，画一条直线AO作为入射光路

2、，过O点作界面的法线。②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边与aa´对齐，并画出另一长边的界面bb´。③在入射光路AO上竖直插上两枚大头针P1、P2。在玻璃砖的另一侧透过玻璃砖观察P1、P2的像，调整视线，使P2挡住P1，再在这一侧插上大头针P3，使P3能同时挡住P1、P2的像，再在P3的同一侧适当位置插上大头针P4，使P4能同时挡住P3和P1、P2的像。④记下P1、P2、P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O´B交界面bb´于O´。连接OO´，用量角器量出入射角i1和折射角r1，将i

3、1、r1和sini1和sinr1的值记入自己设计的表格中。⑤重复步骤3、4，分别求出入射角为15o、30o，45o、60o和75o时的折射角，及相应的正弦值。⑥用折射定律计算出不同入射角时的sini/sinr的值，求出它们的平均值就是玻璃的折射率。2．为了保护实验器材、确保实验成功并尽量减小实验误差，实验过程中应注意：①手不要触摸玻璃砖的光学面，严禁把玻璃砖当尺直接画界面；②大头针应垂直地插在白纸上，每两枚大头针的间距尽可能大些；③入射角不能太小，入射角太小会增加测量误差；也不能太大(接近90o)，太大不易观

4、察到P1、P2的像；④做实验过程中玻璃砖在纸面上的位置不能移动。【思考与讨论】根据以上实验步骤，想一想你应该用到的实验器材有哪些？填写在后面的横线上：_________________________________________________________________________实验过程中如果没有量角器，只有直尺能否测定入射角和折射角？若能应如何测定？______________________________________________。【小试身手】关于本实验要求的叙述正确的是（）A．玻

5、璃砖的宽度应大些B．大头针应垂直地插在纸面上C．每边的两个大头针的距离应近些便于观察D．入射角越小越准确。二．数据处理方法方法一．应用n=计算：此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n=中求玻璃的折射率。AOaa´bb´P3P4NC′CN′O′D′Dαβ方法二：在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OO′（或OO′的延长线）交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长

6、，如下图所示。由于sinα=sinβ=而CO=DO，所以折射率n1==。重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。方法三：根据折射定律可得n=，因为有sinβ=，在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值的基础上，以sinα值为横坐标、以sinβ值为纵坐标，建立直角坐标系，如下图所示，描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率，设斜率为k，则k=故玻璃砖折射率n=aa´bb´【达标检测】1．如图所示，在做测定玻璃的折射率的实验中，所用玻璃砖的两表面aa´和

7、bb´不平行，测得的折射率将（）A偏大B偏小C不变D无法确定AOaa´bb´P1P2P3P4NN´irO´2.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（）A．为减小作图误差，P3、P4的距离应适当取大些B．P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角越大越好C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D．若P1、P2的连线与法线NN´交角较大时，有可能在bb´一侧看不到P1P2的像3.如图所示，某同学做测玻璃折射率实验时，由于没带量角器，

8、完成光路图后，画以O点为圆心，10.00cm为半径的圆，圆分别与入射光和折射光的延长线交于A、C两点，并分别过A、C两点作法线NN´的垂线AB、CD，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm，由此可得出玻璃的折射率为。AOaa´bb´P1P2P3P4NN´irO´BCD4cm8cm4.在测定玻璃砖折射率的实验中，已画好玻璃界面两直线aa´和bb´后，误将玻璃砖向上平移一段，如图虚线所示，若