第四章 实验：测量玻璃的折射率（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第一册

实验：测量玻璃的折射率 核心 目标 1. 理解实验目的、原理、器材，理解实验步骤，会做测量玻璃的折射率实验，会测量玻璃等材料的折射率. 2. 理解计算法、图像法、单位圆法等实验数据处理方法，理解实验注意事项和可能出现的误差及原因． 要点梳理 要点1　实验思路 如图所示，abcd为一个两面平行的玻璃砖，入射角为θ1，折射角为θ2，根据n＝____计算出玻璃的折射率． 要点2　实验器材 白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖． 要点3　实验步骤 1. 在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O1画出界面的法线NN′，并画一条线段AO1作为__入射光线__，如图所示． 2. 把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与aa′对齐．用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动．__将玻璃砖取下__，画出直线bb′. 3. 在直线AO1上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P2挡住__P1__的像．再在观察的这一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住__P3__以及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．过P3、P4作一条线段交bb′于O2. 4. 连接O1O2，直线__O1O2__为沿AO1方向入射的光线在玻璃砖中的传播路径，入射角θ1＝∠AO1N，折射角θ2＝∠O2O1N′. 5. 计算出入射角不同时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值，最后求出的平均值，即为玻璃砖的折射率． 即学即用 1. (2024·肇庆第一中学)在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了4枚大头针P1、P2和 P3、P4，如图所示． (1) 在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角θ1和折射角θ2. 答案：见解析 解析：根据题意，画出完整的光路图，如图所示 (2) 对你画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率n＝__1.4__．(结果保留两位有效数字) 解析：由光路图，根据几何关系可得sin θ1＝＝ sin θ2＝＝ 根据折射定律可得，该玻璃的折射率n＝＝≈1.4 考向1　实验原理与操作 实验注意事项 1. 所用玻璃砖要尽可能厚． 2. 尽可能将大头针__竖直__插在纸上，且P1与P2之间、P3与P4之间距离要__稍大__一些． 3. 在实验过程中，玻璃砖与白纸的__位置__都不能改变． 4. 操作时不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面，不能用玻璃砖代替直尺画线，以免划伤玻璃砖表面． 5. 实验时入射角不能很小(接近零度)，否则会使测量误差增大；也不能很大(接近90°)，否则不易观察到P1、P2的像． 　(2024·广雅中学)某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线． (1) 确定P3位置的方法正确的是__C__． A. 透过玻璃砖，P3挡住P2的像 B. 先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C. 透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 解析：确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像，故选C. 甲 乙 (2) 作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2. 答案：见解析 解析：光路如图 (3) 经过多次测量作出sin θ1-sin θ2的图像如图乙所示，玻璃砖的折射率为__1.50__．(结果保留三位有效数字) 解析：根据n＝可知，图像sin θ1-sin θ2的斜率等于折射率，由图像可知玻璃砖的折射率为n＝＝1.50. (4) 若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率__偏小__．(填“偏大”、“偏小”或“不变”) 解析：若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb′的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据n＝可知，测出来的折射率偏小． ( ... ...