《高考物理江苏专用大一轮复习讲义课件第12章实验十一测定玻璃的折射率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理江苏专用大一轮复习讲义课件第12章实验十一测定玻璃的折射率（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、知识梳理,考点一,考点二,考点三,1.实验原理 如实验原理图甲所示，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OB，从而求出折射光线OO和折射角2，再根据n sin 1 sin 2 或n 计算出玻璃的折射率. 2.实验器材 木板、白纸、 、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔., ,玻璃砖,【基本实验要求】,答案,3.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P1、P2两根大头针. (4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一
2、条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb. (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P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像. (6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线OB及出射点O，连接O、O得线段OO. (7)用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2. (8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的 sin 1 sin 2 ，并取平均值.,1.数据处理 (1)计算法：用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值si
3、n 1和sin 2.算出不同入射角时的 sin 1 sin 2 ，并取平均值. (2)作sin 1sin 2图象：改变不同的入射角1，测出不同 的折射角2，作sin 1sin 2的图象，由n 可知图 象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为 .,sin 1 sin 2,折射率,【规律方法总结】,答案,(3)“单位圆”法确定sin 1、sin 2，计算折射率n. 以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线OA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EH.如实验原理图丙所示，sin 1 ，sin 2 ，OEOER，则n sin 1 sin 2 .只要用刻度尺
4、量出EH、EH的长度就可以求出n.,【规律方法总结】,2.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P1与P2间、P3与P4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P1、P2的像.,返回,1.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示. (1)此玻璃的折射
5、率计算式为n_(用图中的1、2表示). (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.,解析(1)光线由空气射入玻璃的入射角i901，折射角r902， 由折射率的定义可得：n sin sin sin 901 sin 902 cos 1 cos 2 ， 根据平行玻璃砖对光线的影响可知，玻璃砖宽度越大，侧移量越大，折射角的测量误 差越小.,cos 1 cos 2,大,解析答案,1,2,2.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，
6、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，使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)在题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_.,入射角1,折射角2,n= sin 1 sin 2,返回,解析答案,1,2,3.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3位有效数字).,1.53,解析答案,4,3,5,(3)为
7、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_(填“A”或“B”).,i2,2,i1,1,A,解析答案,4,3,5,4.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、和所示，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,解析 折射角偏大，折射率变小,解析
8、答案,4,3,5,4.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、和所示，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. (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,解析答案,4,3,5,4.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、和所示，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. (3)
9、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,解析答案,4,3,5,5.如图，用插针法测定玻璃折射率的实验中，以下说法正确的是() (1)P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 (2)P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度 (3)入射角1适当大些，可以提高准确度 (4)入射角太大，折射光线会在璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行 (5)P1、P2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关 A.(1)(3) B.(2)(4) C.(3)(5) D.(1)(4),返回,答案,4,3,5,6.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的
10、折射率.开始时玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1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.此时只需测量出_，即可计算出玻璃砖的折射率.请用你的测量值表示出折射率：_.,解析当玻璃砖转过某一角度时，刚好发生全反射， 在直径边一侧观察不到P1、P2的像， 作出如图所示的光路图可知，当转过角度时有n 1 sin .,玻璃砖直径边绕O点转过的角度,n 1 sin ,解析答案,7,6,8,7.学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所
11、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的像，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AOF30，OP3与OC的夹角为30， 则P3处所对应的折射率的值为_.,解析根据折射定律n sin 1
12、sin 2 ， 题中160，2AOF30，所以n sin 60 sin 30 3 .,3,解析答案,7,6,8,(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大？ 答：_. (3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率的值应为_.,解析 (2)题图中OP4偏折程度大， 所以P4对应的折射率的值大. (3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角， 所以K处对应的折射率的值应为1.,P4处对应的折射率的值大,1,解析答案,7,6,8,8.小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验，如图所示，他进行的主要步骤是： A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d. B.先把白纸固定在木
13、板上，将玻璃砖水平放置在白纸上， 用笔描出玻璃砖的边界，将玻璃砖移走，标出玻璃砖的 圆心O、直径AB、AB的法线OC. C.将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置. D.调节激光器，使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O，并使长直尺MN的左右两侧均出现亮点，记下左侧亮点到A点的距离x1，右侧亮点到A点的距离x2. 则： 小明利用实验数据计算此玻璃砖折射率的表达式为n_.,解析答案,7,6,8,关于上述实验，以下说法正确的是_. A.在BOC的范围内，改变入射光线PO的入射角，直尺MN上可能只出现一个亮点 B.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2 C.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2 D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大，应减小入射角,解析当入射角大于等于发生全反射的临界角时，只有反射没有折射，则直尺MN上 只出现一个亮点.故A正确. 光从玻璃射入真空，折射角大于入射角，通过几何关系知，x1x2，故B正确，C错误. 减小入射角，则折射角减小，x1增大，故D正确.,ABD,返回,解析答案,7,6,8,
