实验 测定玻璃的折射率 1.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO,BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角θ1和折射角θ2,作出sin θ1- sin θ2图象如图乙所示,则( B ) A.光由A经O到B,n=1.5 B.光由B经O到A,n=1.5 C.光由A经O到B,n=0.67 D.光由B经O到A,n=0.67 解析:空气中角度较大,对应正弦值较大,由图乙中数据及折射率计算公式得n===1.5.又由于入射角为θ1,可以得出光的传播路线 是B→O→A,故选项B正确,A,C,D错误。 2.在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图甲所示。 (1)在图乙中画出完整的光路图; (2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射 率n= (保留三位有效数字);? (3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图丙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和 (选填“A”或“B”)。? 解析: (1)完整的光路图如图所示。 (2)设小方格的边长为1,光线的入射角为i,折射角为r,则sin i= =0.793,sin r==0.521,所以玻璃的折射率n==1.52。 (3)由题图丙可知,光线P1P2入射到玻璃砖上时,相当于光线射到了一个三棱镜上,因此出射光线将向底边偏折,所以出射光线过P3和A。 答案: (1)见解析图 (2)1.52(1.48～1.54均可) (3)A 3.在用三棱镜测定玻璃折射率的实验中,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3,P4,使P3挡住P1,P2的像,P4挡住P3和P1,P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。 (1)在本题的图上画出所需的光路; (2)为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是 , ,在图上标出它们;? (3)计算折射率的公式是 。? 解析:(1)如图所示,画出通过P1,P2的入射光线, 交AC面于O,画出通过P3,P4的出射光线交AB面于O′。则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线。 (2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2,并画出虚线部分,用量角器量出θ1和θ2。 (3)n=。 答案:见解析 4.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针P1,P2并保持P1,P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1,P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1,P2,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值,则: (1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为 。? (2)图中P3,P4两位置哪一处所对应的折射率值大? 。? (3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为 。解析:(1)根据折射率的定义式n=,? 题中θ1=60°,θ2=∠AOF=30°, 所以n==1.73。 (2)图中P4对应的角度θ1′大于P3所对应的角度θ1, 所以P4对应的折射率大。 (3)图中A,O,K在一条直线上,θ1″=θ2″, 所以K处对应的折射率应为1。 答案:(1)1.73 (2)P4对应的折射率大 (3)1 5.(2017·浙江11月选考)在“测定玻璃的折射率”实验时, (1)下列做法正确的是 ;? A.入射角越大,误差越小 B.在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面 C.实验时既可用量角器,也可用圆规和直尺等工具进行测量 D.判断像与针是否在同一直线时,应该观察大头针的头部 (2)小明同学在插针时玻璃砖的位置如图1所示。根据插针与纸上已画的界面确定 ... ...
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