测定玻璃的折射率教案.doc

(完整word)测定玻璃的折射率教案
测定玻璃的折射率
实验目的:测定玻璃砖的折射率.
实验原理：
1。求折射率的公式有：
（1）n=sini/sinr(i为光线在真空中的角，r为光线在介质中的角）
（2）n=1/sinC（C为临界角）
（3）n=C /v（C为真空中光速,v为介质中光速)
2.要测玻璃砖的折射率，显然用n=sini/sinr简便易行
实验器材：玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺）、铅笔。
实验步骤：
1.将玻璃砖放在白纸上,画出上下两界面，做出法线。让光线从玻璃砖上方射入，下方穿出.做出入射光线和折射光线，用量角器测出入射角i和折射角r，代入公式n=sini/sinr即可求出折射率n。
2.入射角i和折射角r的确定
（1）用插在白纸上的大头针做为入射光源,大头针P1、P2在白纸上的插点的连线就是入射光线。
(2)在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P1和P2的像，并在像的反向延长线上插大头针P3、P4。大头针P3、、P4在白纸上的插点的连线就是出射光线。
（3)连接入射点和出射点即为折射光线。
数据记录

1
2
3
入射角i

折射角r

sini

sinr

n= sini/sinr

重要注意事项
①玻璃砖要厚； ②入射角应在30°到60°之间；
③大头针的间距应较大些； ④玻璃砖的折射面要画准;
⑤大头针要插得竖直.
误差及分析
①入射光线、出射光线确定的准确性,要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。
②测量入射角与折射角时的相对误差，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。

例题分析
例1。某同学在做完插针法测玻璃砖折射率的实验后有几点体会，其中不正确的是( )
A.当入射角相同时，玻璃砖越厚，入射光线侧移量越大
B.入射角的值应取稍大些,这样可减少实验误差
C.玻璃砖的两个面aa'和bb’不平行时，无法测出玻璃的折射率
D.若玻璃砖的两个面平行，但入射角为零,无法测出玻璃的折射率

例2.在做测定玻璃折射率的实验时。（1）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_____________。（2）乙同学为了避免笔尖接触光学面，画出的a’b'和c’d'都比实际侧面向外侧平移了一些，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_____________。(3）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______________。

例3。某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10。00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O’连线延长线于C点。过A点作法线NN’的垂线AB交NN'于B点,过C点作法线NN'的垂线CD交于NN’于D点，如图6所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4。00cm。由此可得出玻璃的折射率n=________。

练习题
班级 学号 姓名
1、光在两种介质的界面处发生全反射，由此可判定 （ ）
A。 光由光密介质射向光疏介质 B.光由光疏介质射向光密介质
C.入射角等于或大于临界角 D。入射角小于临界角

2。一束光线从空气射向水中,入射角为300，在介面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线之间的夹角为 （ ）
A、小于300 B、在300到600之间
C、大于1200 D、在600到1200之间

3.两种透明介质对真空的全反射临界角为C1、C2，且C1＞C2，由此可知,这两种介质中光速V1、V2、折射率n1、n2的大小关系是 （ ）
A、n1＞n2，V1＞V2 B、n1＞n2，V1＜V2
C、n1＜n2，V1＜V2。 D、n1＜n2，V1＞V2。
A P1 P2
M
E O E’
N C
F O’ F’
B
θ
P4
β
P3


4、在“测定玻璃砖折射率”的实验中，如图所示，∠EOA=α ，∠AOM=β，∠NOO’=θ，插大头针P1、P2、P3、P4是（ ）
A、为了找出光线AO，测出的折射率为n=sinθ/sinβ
B、为了找出光线AO，测出的折射率为n=sinβ/sinθ
C、为了找出光线O'B，测出的折射率为n=sinθ/sinα
D、为了找出光线O'B,测出的折射率为n=sinβ/sinθ

5、人在河边看到岸上的树在水中的倒影及河中的鱼，则：( )
A、看到的树是折射成的像。 B、看到的鱼是折射成的像。
C、鱼是实像，树是虚像。 D、鱼是虚像,树是实像。

M N

300
300
6、如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么：①光是从真空射向介质。 ②介质的折射率为1。73。 ③光在介质中的传播速度为1。73×108m/s. ④反射光线与折射光线成600角. 则下列组合正确的是:
A、①② B、②③ C、①②③④ D、①②③
7. 光在某介质中的传播速度是2。122×108m/s。当光线以30°入射角,由该介质射入空气时，折射角为多少？

8.光线从空气射入甲介质中时，入射角i=45°，折射角r=30°,光线从空气中射入乙介质中时，入射角60°，折射角=30°.求光在甲、乙两种介质中的传播速度比.
9.已知水的折射率是4/3，某种玻璃的折射率是3/2,则光在水中和在这种玻璃中传播的速度之比是多少?

10.一束宽度为10cm的平行光束，以60°的入射角从空气射入折射率为的介质中，界面光滑平整，求反射光束和折射光束的宽度。

11.如图，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x轴重合。OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角。只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测出角α和β，便可求得玻璃的折射率。
（1）某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应采取的措施是___________________________________。
（2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是__________________。若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝_____________________________.

12.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的一侧插上两枚大头针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和P4，使P3挡住P1和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n＝____________.