2019届二轮复习实验十五、测定玻璃的折射率课件（24张）（全国通用） 24页

实验十五、测定玻璃的折射率 图 1 二、 实验器材 木板、白纸 、 、 大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔 . 三、 实验步骤 (1) 用图钉把白纸固定在木板上 . (2) 在白纸上画一条直线 aa ′ ，并取 aa ′ 上的一点 O 为入射点，作过 O 点的法线 NN ′ . (3) 画出线段 AO 作为入射光线，并在 AO 上插上 P 1 、 P 2 两根大头针 . (4) 在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线 aa ′ 对齐，并画出另一条长边的对齐线 bb ′ . 玻璃砖 (5) 眼睛在 bb ′ 的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使 P 1 的像被 P 2 的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针 P 3 ，使 P 3 挡住 P 1 、 P 2 的像，再插上 P 4 ，使 P 4 挡住 P 3 和 P 1 、 P 2 的像 . (6) 移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P 3 、 P 4 的针孔位置确定出射光线 O ′ B 及出射点 O ′ ，连接 O 、 O ′ 得线段 OO ′ . (7) 用量角器测量入射角 θ 1 和折射角 θ 2 ，并查出其正弦值 sin θ 1 和 sin θ 2 . (8) 改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的 ，并取平均值 . 四、 数据处理 (1) 计算法：用量角器测量入射角 θ 1 和折射角 θ 2 ，并查出其正弦值 sin θ 1 和 sin θ 2 . 算出不同入射角时 的 ，并取平均值 . (2) 作 sin θ 1 － sin θ 2 图象：改变不同的入射角 θ 1 ，测 出 不同的折射角 θ 2 ，作 sin θ 1 － sin θ 2 的图象，由 n ＝ 可知图象应为过原点的直线，如图 2 所示，其 斜率为 . 图 2 折射率 图 3 五、 注意事项 (1) 用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边 bb ′ . (2) 实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动 . (3) 大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针 P 1 与 P 2 间、 P 3 与 P 4 间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差 . (4) 实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在 bb ′ 一侧将看不到 P 1 、 P 2 的像 . 　如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率 . 在平铺的白纸上垂直纸面插大头针 P 1 、 P 2 确定入射光线，并让入射光线过圆心 O ，在玻璃砖 ( 图中实线部分 ) 另一侧垂直纸面插大头针 P 3 ，使 P 3 挡住 P 1 、 P 2 的像，连接 OP 3 ，图中 MN 为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称， B 、 C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点， AB 、 CD 均垂直于法线并分别交法线于 A 、 D 点 . 【 例题 1】 (1) 设 AB 的长度为 l 1 ， AO 的长度为 l 2 ， CD 的长度为 l 3 ， DO 为的长度为 l 4 ，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量 ________ ，则玻璃 砖的折射率可表示为 ________. 答案 解析 l 1 和 l 3 因此只需测量 l 1 和 l 3 即可 . (2) 该同学在插大头针 P 3 前不小心将玻璃砖以 O 为圆心顺时针转过一小角 度，由此测得玻璃砖的折射率将 _______( 选填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 不变 ” ). 答案 解析 当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为 l 1 是不变的，即入射角不变，而 l 3 减小，所以测量值 n ＝ 将偏大 . 偏大 【 例题 4】 在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面 aa ′ 、 bb ′ 与玻璃砖位置的关系分别如图 ① 、 ② 和 ③ 所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖 . 他们的其他操作均正确，且均以 aa ′ 、 bb ′ 为界面画光路图 . (1) 甲同学测得的折射率与真实值相比 _______( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 不变 ” ). 偏小 答案 解析 (2) 乙同学测得的折射率与真实值相比 ______( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 不变 ” ). 不变 答案 解析 (3) 丙同学测得的折射率与真实值相比 ______________________________. 可能偏大、可能偏小、可能不变 答案 解析