高考物理复习第十三章波与相对论实验十五测定玻璃的折射率.doc

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1、实验十五测定玻璃的折射率突破点(一)　实验原理与操作[典例1]　如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。(1)此后正确的操作步骤是________。A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像D．插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4

2、的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________(填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。19[解析]　(1)此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3，B、D正确。(2)能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丙，因为n＝＝＝。[答案]　(1)BD　(2)丙　

3、[集训冲关]1．如图所示，用插针法测定玻璃的折射率的实验中，以下各说法中正确的是(　　)①P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度②P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度③入射角θ1适当大些，可以提高准确度④入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行⑤P1、P2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关A．①③　　　　　　　　　　B．②④C．③⑤D．①④解析：选A　因为实验中的入射光线和折射光线都是隔着玻璃砖观察在一条直线上的大头针确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差，①正确②错误；入射角

4、适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，③正确⑤错误；由于光线通过玻璃砖时，各相关角度互相制约着，其出射角恒等于入射角，而对于入射的界面，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°时，折射角也趋于最大值θ2max，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θ2max，根据光路可逆原理，出射角最大值也趋于90°，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，④错误。2.(2017·福州八县联考)“测定玻璃的折射率”实验中，如图是在纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a19′是描在纸上的玻璃砖的两个

5、边。(1)在玻璃砖的一侧竖直插两枚大头针A、B，在另一侧再竖直插两枚大头针C、D。在插入第四枚大头针D时，要使它挡住____________。(2)某同学根据n＝计算玻璃的折射率。请在图括号中标出要测的物理量L1、L2。解析：插在D点的大头针必须挡住C及A、B的像；这样才能保证沿A、B的光线经过C、D；作出光路图，以入射点O为圆心作半径为r的圆，由公式：n＝＝＝；如图所示。答案：(1)挡住C及A、B的像　(2)见解析图突破点(二)　数据处理与误差分析[典例2]　现要估测一矩形玻璃砖的折射率n，给定的器材有：待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针1枚、直

6、尺、直角三角板。实验时，先将直尺的一端O和另一点M标上两上明显的标记，再将玻璃砖平放在白纸上，沿其两个长边在白纸上画出两条直线AB、CD，再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置，使O点与直线CD相交，并在白纸上记下点O、M的位置，如图所示，然后在右上方通过AB所在界面向左下方观察，调整视线方向，直到O点的像与M点的像重合，再在AB直线上插上大头针，使大头针挡住M、O的像，记下大头针P点的位置。(1)请在原图上作出光路图；(2)计算玻璃砖的折射率的表达式为：n＝________(用字母P和图中已知线段字母表示)。　　[解析]　(1)调整视线方向，当O

7、点的像和M点的像重合时，从O点发出的光线经玻璃砖折射后与从M点发出的光线经AB面反射后重合。在观察的一侧插上大头针，使大头针挡住M、O的像，则大头针的位置为折射光线射出玻璃砖的点和从M点发出的光线在AB面上的反射点，如图所示。(2)折射率n＝＝＝。[答案]　(1)光路图见解析　(2)[集训冲关]193.某同学利用“插针法”测定玻璃砖的折射率，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)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减

8、小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。解析：(1)据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃