学×思面授班高三物理寒假班讲义第7讲.docx

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1、第7讲光学实验7.1测玻璃的折射率知识点睛1.实验目的测定玻璃的折射率。2.实验原理用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率nsinisinr3.实验器材玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。4.实验步骤⑴把白纸用图钉钉在木板上。⑵在白纸上画一条直线aa作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa的法线NN，如图所示。⑶把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个边跟aa对齐，然后

2、画出玻璃砖的另一个边界bb。⑷在AO线段上竖直插上两枚大头针P1和P2。⑸在玻璃砖的bb一侧竖直插上一个大头针P3，用一只眼睛透过玻璃砖观察，使大头针P3能同时挡住大头针P1和P2的像。⑹接着还是在玻璃砖bb一侧竖直插上大头针P4，使大头针P4能挡住大头针P3和大头针P1和P2的像。⑺移去玻璃砖和大头针，过P3和P4作直线与bb交于O点，OO就是玻璃砖内折射光线的方向，i为入射角，r为折射角，用量角器量出入射角和折射角的度数。⑻改变入射角i，重复以上实验。算出不同入射角时sini的值，比较一下，

3、看它们是否接近一sinr个常数，求出几次实验中所测sini的平均值，这就是玻璃砖的折射率。sinr5.重要注意事项⑴玻璃砖要厚。⑵入射角应在30°到60°之间。⑶大头针的间距应较大些。⑷玻璃砖的折射面要画准。⑸大头针要插得竖直。6.误差及分析⑴为了准确测量入射光线、出射光线，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。⑵测量入射角与折射角时的误差，故入射角不宜过小。入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。例题精讲【例1】某同学用两面平行的玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，步骤如下：⑴用图钉把

4、白纸钉在平木板上，在白纸上画一条直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画法线和一条线段OA作为入射光线，然后把玻璃砖放在白纸上使它们的长边跟aa'对齐，画出玻璃砖的另一边bb'。⑵在线段AO上竖直插上两枚大头针P1和P2，透过玻璃砖观察大头针的像，移动玻璃砖直到P1的像被P2挡住。然后在观察的这一侧插上大头针P3和P4，使P3PP2的像，使P4挡住挡住1和P3和P1、P2的像，记下P3和P4的位置。⑶移去大头针和玻璃砖，过P3、P4引一直线O'B与直线bb'交于O'，连接OO'，则OO'就是折射

5、光线。上述操作中不正确的是____________。实验获得入射光线和折射光线后还需用什么器材、资料才能求出折射率______________。【答案】所以本例中操作不正确的是：观察P、P的像时不能移动玻璃砖而应该移动眼睛视线。12还需用：量角器【例2】某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。实验的主要过程如下：⑴把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段AO表示入射光线。⑵把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa与Ox轴重合。⑶用一束平行于纸面的激光从y

6、0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播。⑷在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。⑸在坐标系的y0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住观察1和P2的视线。P⑹移开玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C。确定出B点到x轴、y轴的距离分别为1、y1，C点到x轴、y轴的距离分别为x2、2。xy①根据上述所确定出的B

7、、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为n。②若实验中该同学在y0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2，其原因可能是：。【答案】⑴y2/y1⑵沿P1P2方向的入射光线在玻璃砖底边的界面上发生了全反射。【例3】在做测定玻璃折射率的实验时：⑴甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab前，不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，如图（甲）所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将_____________。画出的a'b'和c'd'都比实际

8、侧面向外侧平移了一些，⑵乙同学为了避免笔尖接触光学面，如图（乙）所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折线点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n值将_____________。⑶丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面明显不平行，这时测出的n值将______________。【解析】⑴不变⑵变小⑶无影响【例4】某同学用大头针、三角板、量角器等器材测量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P、P、圆心O在同一直12线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边