测定玻璃的折射率实验教案1.doc

(完整word)测定玻璃的折射率实验教案1学生实验：测定玻璃的折射率实验目的测定玻璃的折射率实验器材平木板1块 白纸3张 玻璃砖1块 大头针4枚 图钉4个 量角器 直尺 铅笔（点拨：玻璃砖要选用宽度较大的,宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差增大.)实验原理根据折射定律和折射率的定义实验步骤1. 如图1-1所示，在用4个图钉钉好的白纸上画一条直线aa作为界面.2. 过aa上的一点O画出界面的法线MN。 3. 过O点画一条射线AO作入射光线. 点拨:入射角i应在1575范围内取值，若入射角i过大.则由大头针P1、P2射入玻璃中的光线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡,模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P3、P4。若入射角i过小，折射角将更小，测量误差更大,因此画入射光线AO时要使入射角i适中。4. 在射线AO上插上两枚大头针P1、P2。 （5)把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一条长边跟aabb两条线准确地落在玻璃砖的两个平行的折射画里，这样,由作图画出的入射光线AO、出射光线EF与aa、bb的交点O、E才能与光线的实际入射点相符，否则将使画出的玻璃中折射光线的光路与实际偏离，因此作图时要用细芯铅笔。（6）在观察的这一侧即光线的出射面bb一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像，记下P3、P4的位置。点拨：上面所说大头针挡住大头针的像是指“沉浸”在玻璃砖里的那一截,不是看超过玻璃砖上方的大头针针头部分，即顺P3、P4的方向看眼前的直线P3、P4和玻璃砖后的直线P1、P2的虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。大头针P2、P3的位置应靠近玻璃砖，而P1和P2、P3和P4应尽可能远些，针要垂直纸面，这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。（7）移去玻璃砖连接P3、P4并延长交bb于E，连接OE即为折射光线,入射角i=AOM,折射角=EON.（8）改变入射角i，重复实验步骤，列表记录相关的测量数据，计算每次的折射率n求出平均值n。实验记录点拨（1):测入射角和对应的折射角，有人将入射角i用三角板画出特殊角度30、45、60，因取值范围在1575之间是可以的，但折射角的数值还是需要量角器来测量。延长线上截取等长的线段GO和OC,为了减小误差，这线段应尽量大于10厘米，过G、G分别作法线MN的垂线GD和BC，用毫米刻度尺量出GD和BC的长度，则折射率n=GD/BC。点拨（3）:如图13中图甲所示的OP线是一种理想状态，出现图线则是因入射角i测量值偏大，折射角的测量值反而偏小;出现图线则可能是因入射角的测量值偏小或折射角的测量值偏大。从图象直观看出，光由真空（或空气）射入玻璃（或水）中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，且正弦值之比是个常数，这个常数对不同介质是不同的。点拨（4）：实验对测量结果影响最大的是测量光在玻璃中折射角的误差，其误差主要来源是：玻璃砖的宽度太窄。入射角i过大或入射角i过小.玻璃砖的两个平行的折射面未与两条平行轮廓线完全重合好.或因玻璃砖移动，或因画线太粗.大头针离玻璃砖偏远，而大头针之间间距偏小.实验中易混淆的是：入射角与法线的夹角（入射角）和入射线与界面的夹角.易错的是：入射角与折射角的界面取错，因而代入公式n=sini/sinr的值算错。易忘的是：大头针P3、P4的位置漏记。实验结论对玻璃的入射光线取不同的入射角得到的玻璃的折射率是很接近的，在误差范围内，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.3. 练习 (1）如图112所示,用插针法测定玻璃折射率的实验中，下列各说法中正确的是（ ）A大头针P1、P2及大头针P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度。BP1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高准确度。C入射角i适当大些，可以提高准确度.D入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行.（2)4位同学用插针法测定透明体的折射率，试图找出折射率n=2的透明体,设他们的实验方法都正确,则该选出的透明体是图1-13中的位置，(图中P1、P2、P3、P4为大头针的位置）。1. 下列有关测定透明固体折射率的正确说法是（ ） A用插针法求折射率必须保证透明体两侧介质相同B在透明体的两侧插上大头针P1、P2和P3、P4是为了确定透明体中的折射光线C插大头针P1、P2、P3、P4是为了确定透明体入射光线D插大头针P1、P2、P3、P4是为了确定透明体出射光线.（4)如图1-14所示，某实验员用插针法先后隔着极薄的玻璃纸和厚玻璃测定水的折射率n1=1。3，玻璃的折射率为n2=1。5，试分析，该实验员先后两次在空气中插的两枚大头针P3、P4和P3、P4的两条连线是否平行？作业完成实验报告册本部分内容3