第十四章实验十八 测定玻璃的折射率.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十四章光的传播 光的波动性,实验十八测定玻璃的折射率,知识要点归纳,实验目的,掌握测定折射率的方法，会测定玻璃的折射率,实验原理,如图,14,4,1,所示，当光线,AO,以一定的入射角,1,穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线,AO,对应的出射光线,O,B,，从而求出折射光线,OO,和折射角,2,，,图,14,4,1,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,过程分析导引,实验步骤,1,把白纸铺在木板,上,(,如图,14,4,2),图,14,4,2,2,在白纸上画一直线,aa,作为界面，,过,aa,上的一点,O,画出界面的法线,NN,并画一条线段,AO,作为入射光线,3,把长方形玻璃砖放在白纸上，并使,其长边与,aa,重合，再用直尺画出玻璃,砖的另一边,bb,.,4,在线段,AO,上竖直地插上两枚大头针,P,1,、,P,2,.,5,从玻璃砖,bb,一侧透过玻璃砖观察大头针,P,1,、,P,2,的像，调整视线的方向直到,P,1,的像被,P,2,的像挡住再在,bb,一侧插上两枚大头针,P,3,、,P,4,，使,P,3,能挡住,P,1,、,P,2,的像,P,4,能挡住,P,3,本身及,P,1,、,P,2,的像,6,移去玻璃砖,在拔掉,P,1,、,P,2,、,P,3,、,P,4,的同时分别记下它们的位置，过,P,3,、,P,4,作直线,O,B,交,bb,于,O,.,连接,O,、,O,OO,就是玻璃砖内折射光线的方向,AON,为入射角,O,ON,为折射角,7,改变入射角，重复实验,数据处理,图,14,4,3,以入射点,O,为圆心，以一定长度,R,为半径画圆，交入射光线,AO,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,14,4,4,所示，,图,14,4,4,误差分析,1,入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些,2,入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差,注意事项,1,实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且,P,1,和,P,2,之间、,P,3,和,P,4,之间、,P,2,与,O,、,P,3,与,O,之间距离要稍大一些,2,入射角,1,不宜太大,(,接近,90),，也不,宜太小,(,接近,0),太大：反射光较强，出射光较弱；太小：入射角、折射角测,量的相对误差较大,3,操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁,光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画,界线,4,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,实验典例探究,在利用插针法测定玻璃折射率的实验中：,(1),甲同学在纸上确定玻璃砖的另一个界面,bb,时，不自觉地碰了玻璃砖使它向,aa,方向平移了少许，,题型,1,实验误差分析,例,1,如图,14,4,5,所示则他测出的折射率值将,_(,选填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不变,”,),；,图,14,4,5,图,14,4,6,(2),乙同学在画界面时，不自觉地将两界面,aa,、,bb,间距离画得比玻璃砖宽度大些，如图,14,4,6,所示则他测得的折射率,_(,选填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不变,”,),【,解析,】,(1),如图,14,4,7,所示甲同学利用插针法确定的入射角不受影响,但测得的折射角比真实值偏小，所以测得的折射率偏大,图,14,4,7,图,14,4,8,(2),如图,14,4,8,所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小,【,答案,】,(1),偏大,(2),偏小,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,14,4,9,所示,题型,2,利用折射现象测折射率,例,2,图,14,4,9,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,P,1,、,P,2,并保持,P,1,、,P,2,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,P,1,、,P,2,的像，并在圆周上插上大头针,P,3,，使,P,3,正好挡住,P,1,、,P,2,.,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,P,3,所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：,(1),若,AOF,30,，,OP,3,与,OC,的夹角为,30,，则,P,3,处所对应的折射率的值为,_,(2),图中,P,3,、,P,4,两位置,_,处所对应的折射率大,(3),作,AO,的延长线交圆周于,K,，,K,处所对应的折射率值应为,_,(2011,高考天津卷,),某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率开始玻璃砖的位置如图,14,4,10,中实线所示，使大头针,P,1,、,P,2,与圆心,O,在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，,题型,3,利用全反射现象测折射率,例,3,然后使玻璃砖绕圆心,O,缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察,P,1,、,P,2,的像，且,P,2,的像挡,住,P,1,的像如此观,察，当玻璃砖转到,图中虚线位置时，,上述现象恰好消失,图,14,4,10,此时只须测量出,_,，即可计算出玻璃砖的折射率请用你的测量量表示出折射率,n,_.,知能优化演练,本部分内容讲解结束,按,ESC,键退出全屏播放,