测定玻璃的折射率课件.ppt

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1、图1实验十三测定玻璃的折射率要点归纳【实验目的】测定玻璃砖的折射率.【实验原理】如图1所示，abcd为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1,折射角为θ2,根据可以计算出玻璃的折射率.【实验器材】木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.【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，作过O的法线NN′.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，使其中一个长边与直线aa′对齐，并画出另一条对齐线

2、bb′.5.通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在观察一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像.6.移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连结O、O′得线段OO′.7.用量角器测量入射角θ1和折射角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并取平均值.【注意事项】1.用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当

3、尺子画玻璃砖的另一边bb′.2.实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动.3.大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差.4.实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb′一侧将看不到P1、P2的像.【误差分析】1.入射光线和折射光线确定的不准确性.2.测量入射角和折射角时的误差.5.由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一编号，以免混乱.6.玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上，若宽度太小，

4、则测量误差较大.典例剖析【例1】一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的（光线不能通过此表面）.现要测定此玻璃砖的折射率.给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚（P1、P2、P3、P4）、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′，aa′表示镀银的玻璃表面，bb′图2表示另一表面，如图2所示.然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2（位置如图2）.用P1、P2的连线表示入射光线.（1）为了测量折射率，应如何正确使

5、用大头针P3、P4？试在题图中标出P3、P4的位置.（2）然后，移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤..（3）写出用θ1、θ2表示的折射率公式n=.解析（1）在bb′一侧观察P1、P2（经bb′折射，aa′反射，再经bb′折射）的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2（或P1）的像和P3.P3、P4的位置如图所示.（2）①过P1、P2作直线与bb′交于O；②过

6、P3、P4作直线与bb′交于O′；③利用刻度尺找到OO′的中点M；④过O点作bb′的垂线CD，过M点作bb′的垂线与aa′相交于N，如图所示，连接ON；⑤∠P1OD=θ1，∠CON=θ2.（3）由折射率的定义可得答案见解析【例2】如图3所示，在一薄壁圆柱体玻璃烧杯中，盛上水或其他透明液体，中间竖直插入一根细直铁丝，沿水平方向观看，会发现铁丝在液面处出现折断现象，这是光的折射现象形成的.阅读上述材料，回答下列问题：（1）①若把铁丝插在位置，无论沿水平方向从什么方向看，铁丝均无折断现象；②如图3所示的情景，与实

7、际观察到的情况相符的是（其中O为圆心）.图3（2）利用上述现象，用毫米刻度尺、三角板、三根细直铁丝，可测液体折射率.实验步骤是：①实验图实4所示，用刻度尺测量找出直径AB，并把刻度尺在刻度线的边缘与AB重合后固定并测出半径R.②将一根细铁丝竖直固定于B处，用三角板找出过圆心O的垂直AB的直线，交杯缘于C，把一根细铁丝竖直固定于C点.③.④.⑤.完成上面的实验步骤，填在相应横线上.（3）利用上面的测量值，推算出折射率n的表达式（要有推算过程）.解析（1）①圆心O处②BC（2）③把另一根铁丝紧靠直尺AB边移动，

8、使其折射像与C处、B处的铁丝三者重合.图4④测出铁丝距B（或A）的距离.⑤求出折射率.（3）由上面实验步骤知P′是铁丝在P时的像，PC为入射光线，θ1、θ2为对应的入射角和折射角，如图所示，由折射定律得答案见解析创新实验【例3】学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图5所示.在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头