实验：测玻璃的折射率 一、实验目的：测玻璃砖的折射率 二、实验原理： 用“插针法”确定入射光线和相应的出射光线,就能在玻璃砖中画出对应的折射光线,用量角器测出入射角θ1和折射角θ2,根据折射定律计算出玻璃的折射率n= . 三、实验器材 对面平行的玻璃砖一块,大头针四枚,白纸一张,刻度尺一把或三角板一个,量角器一个。 四、实验步骤 1.如图所示,将白纸用图钉钉在平木板上。 2.在白纸上画出一条直线aa'作为界面(线),过aa'上的一点O画出界面的法线NN,并 .AO作为入射光线。 3.把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa'对齐,画出玻璃砖的另一边bb'。 4.在直线AO上 插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向直到 的像挡住 的像,再在观察者一侧 插上两枚大头针P3、P4,使 挡住P1、P2的像, 挡住P3及P1、P2的像,记下P3、P4的位置。 5.移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所在处作直线O'B与bb'交于O',直线 就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。 6.连接 ,入射角θ1= ,折射角θ2= ,用量角器量出入射角和折射角。 7.用上述方法测出入射角θ1分别为30°、45°、60°时的折射角θ2。 五、数据处理 1.计算法:通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射角和折射角的正弦值,再代入n= 中求多次不同入射角时n的值,然后取其平均值,即为玻璃砖的折射率。 2.图像法:求出多组对应的入射角与折射角的正弦值,作出sin θ1-sin θ2图像,由n=可知图像应为直线,如图所示,其 为折射率。 六、注意事项 1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。 2.入射角θ1应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。 3.在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。 4.在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 5.玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上。若宽度太小,则测量误差较大。 七、实验误差 1.入射光线和出射光线画得不够精确。因此,要求插大头针时两大头针间距应稍大。 2.入射角、折射角测量不精确。为减小测角时的相对误差,入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱。 【典例1】如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（ ） A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越小，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率 D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P'Q'，折射率的测量值将偏小 【典例2】某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 （1）下列那些操作有助于减小测量误差_____。 A．选用较粗的大头针，以便大头针的像能看得清晰 B．选用宽度适当大一点的玻璃砖 C．入射角不要过大，也不要过小 D．P3和P4两针的距离要适当远一点 E．玻璃砖的前后两个侧面务必平行 （2）本实验采用先画入射光线，再插上P1和P2两针，因入射光线已经画好，故只要P1和P2两针插得准、插得直就可以，对两针距离远近没有要求，这个说法是_____的。（填“正确”或“错误”） （3）某同学在插P4这枚针的时候不小心插得偏右的了一点，此操作会导致折射率的测量值_____。（填“偏大”、“不变”或“偏小”） 【典例3】【误差分析】在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖MNPQ，画出玻璃砖与空气的两个界面aa'和bb'（如图） ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
