第4章 第2节　科学测量：玻璃的折射率（课件 学案）高中物理 鲁科版（2019）选择性必修 第一册

(课件网) 第2节　科学测量：玻璃的折射率 01 基础知识落实 02 必备技能培养 03 教学效果检测 目 录 01 PART 基础知识落实 一、实验目的 1. 测量玻璃的折射率。 2. 学习用插针法确定光路。 二、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、刻度尺、量角器、铅笔。 三、实验原理与设计 当光从空气射入玻璃时，根据折射定律＝n，测出入射角i和折射角r， 就可计算出玻璃的折射率。 如图所示， 透过玻璃砖观察大头针P1、P2，调整视线方向，直到P2的像挡住P1的像。再在观察者同一侧依次插入大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住 P3和P1、P2的像。这样，P1、P2以及P3、P4的连线分别代表入射光和经玻璃砖折射后射出的光，由此便可画出光路图并测出入射角和折射角。 四、实验步骤 1. 把白纸固定在木板上，再将玻璃砖放在白纸上。用铅笔描出界面aa'、 bb'，利用两枚大头针确定入射光的方向。[如图（a）] 2. 用两枚大头针在玻璃砖的另一侧确定出射光的方向。[如图（b）] 3. 取走玻璃砖，根据入射光和出射光的方向确定入射点O和出射点E，连 接OE即为玻璃砖内部的折射光。画出过入射点O的法线NN'。[如图（c）] 4. 根据画出的光路图测量入射角i、折射角r，填入设计的表格中。计算玻 璃的折射率n＝。 5. 重复以上实验步骤多次，最后求出玻璃折射率的平均值。 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 i-sin r图 像，由n＝可知图像应为直线，如图所示，其斜率为折射率。 3. 单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用画单位圆法。 （1）以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E 点，交折射光线OO'于E'点，过E作NN'的垂线EH，过E'作NN'的垂线E'H'， 如图所示。 （2）由图中关系知sin i＝，sin r＝，OE＝OE'＝R，则n＝＝，只要用刻度尺测出EH、E'H'的长度就可以求出n。 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i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。 02 PART 必备技能培养 题型一｜实验原理与操作 【典例1】　在通过“插针法”测量玻璃的折射率实验中： （1）如图甲所示为实验使用的长方体玻璃砖，实验时不能用手直接接触 玻璃砖的 （选填“磨砂面”或“光学面”）。 光学面 解析：玻璃砖的光学面不能用手直接接触，否则，接触面的污渍会影响接触面的平整，进而影响折射率的测定。 （2）关于该实验，有以下操作步骤（参照图乙）： A. 摆好玻璃砖，确定玻璃砖上、下边界aa'，bb' B. 任意画出一条入射光线，在光路上插上大头针P1、P2 C. 在确定P3、P4位置时，应使P3挡住P1、P2的像，P4挡住 D. 在确定P3、P4位置时，二者距离应适当 （选填“近”或“远”）些，以减小误差 P3以及P1、P2的像 远 解析：在确定P3、P4位置时，应使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3以及P1、P2的像；折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的 ... ...