《步步高 2015高三物理总复习（江苏专用）（配套课件）第十二章 实验十一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《步步高 2015高三物理总复习（江苏专用）（配套课件）第十二章 实验十一（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验十一 测定玻璃的折射率 第十二章 机械振动与机械波 光 第十二章 机械振动与机械波 光电磁波与相对论 实验十一 测定玻璃的折射率 基础回放 实验十一 测定玻璃的折射率 基础回放 1 实验原理 如实验原理图甲所示，当光线 1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 2B ，从而求出折射光线 2，再根据n 12或 n 算出玻璃的折射率 2 实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔 基本实验要求 实验十一 测定玻璃的折射率 基础回放 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 ， 并取 上的一点 O 为入射点 ，作过 O 点
2、的法线 . ( 3 ) 画出线段 为入射光线 ， 并在 插上 ( 4 ) 在白纸上放上玻璃砖 ， 使玻璃砖的一条长边与直线 对齐 ， 并画出另一条长边的对齐线 . ( 5 ) 眼睛 在 的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向 ， 使 2的像挡住 ， 然后在眼睛这一侧插上大头针 使 1、 再插上 使 3和 2的像 实验十一 测定玻璃的折射率 基础回放 (6) 移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 B 及出射点 O ，连接 O 、 O 得线段 . (7) 用量角器测量入射角 1和折射角 2，并查出其正弦值 1和 s 2. (8) 改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的12，并取平均值 实验十一
3、 测定玻璃的折射率 规律方法总结 基础回放 1 实验数据处理 ( 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 1和 2. 算出不同入射角时的12， 并取平均值 ( 2 ) 作 1 2图象 ： 改变不同的入射角 1， 测出不同的折射角 2， 作 1 2图象 ， 由 n 12可知图象应为直线 ， 如实验原理图乙所示 ， 其斜率为折射率 实验十一 测定玻璃的折射率 基础回放 ( 3 ) “ 单位圆 ” 法确定 1、 s 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 E 点 ， 交折射光线 于 E 点 ， 过 E 作 的
4、垂线 过 E 作 的垂线 E H . 如实验原理图丙所示 ， 12E H ， R ， 则 n 12 H H 、 E H 的长度就可以求出 n . 实验十一 测定玻璃的折射率 基础回放 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 . (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 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 一侧将看不到 实验十一 测定玻璃的折射率 考点一 对实验操作
5、的考查 课堂探究 【 例 1 】 (2012 江苏 12B （ 2 ） ) “ 测定玻璃的折射率 ” 实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针 A 、 B ，在另一侧再竖直插两个大头针 C 、 D . 在插入第四个大头针 D 时，要使它_ _ 图 1 是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线 a 、a 是描在纸上的玻璃砖的两个边根据该图可算得玻璃的折射率 n _.( 计算结果保留两位有效数字 ) 图 1 实验十一 测定玻璃的折射率 课堂探究 解析 确定出射光线时应使 D 挡住 C 和 A 、 B 的像，作图如图所示，以 O 为圆心， 为半径作圆交 E 点，过 E 作 a 的平行线交法线于 F ，根据
6、n r得 n P，测量 O n 正确，方法亦有多种 ) 答案 挡住 C 及 A 、 B 的像 算对 ) 实验十一 测定玻璃的折射率 课堂探究 【 例 2 】 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2 所示 (1) 此玻璃的折射率计算式为 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 考点二 对数据处理与误差分析的考查 图 2 实验十一 测定玻璃的折射率 课堂探究 解析 ( 1) 据题意可知入
7、射角为 90 1 ，折射角为 90 2 ，则玻璃的折射率为 n 90 1 90 2 c 1c 2. ( 2) 玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确故应选用宽度大的玻璃砖来测量 答案 ( 1 ) 1 2 或 90 1 90 2 ( 2 ) 大 实验十一 测定玻璃的折射率 课堂探究 【 例 3 】 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 3 所示在一圆盘上，过其圆心 C 、 在半径 ，垂直盘面插下两枚大头针 保持 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 平， 为界面的法线，而后在图中右上方区域观察
8、 在圆周上插上大头针 1、 学们通过计算，预先在圆周 分刻好了折射率的值，这样只要根据 就可直接读出液体折射率的值，则： 图 3 创新实验设计 实验十一 测定玻璃的折射率 课堂探究 (1) 若 30 ， C 的夹角为 30 ，则 _ (2) 图中 答： _ _ _. (3) 作 延长线交圆周于 K ， K 处所对应的折射率值应为_ 解析 ( 1 ) 根据折射定律 n s 1s 2 ，题中 1 6 0 ， 2 30 ，所以 n s 6 0 s 3 0 3 . 3 P 4 处对应的折射率的值大 1 ( 2 ) 题图中 P 4 对应的入射角大于 P 3 所对应的入射角，所以 P 4 对应的折射率的值
9、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. 实验十一 测定玻璃的折射率 随堂训练 1 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面 和 ，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图 4 所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将 ( ) A 偏大 B 偏小 C 不变 D 无法确定 图 4 解析 经过玻璃砖的光路如图中实线所示， 由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线， 而是如图中虚线所示，由几何知识可知，测 出的折射角与真实的折射角相同 C 实验十一 测定玻璃的折射率 随堂训练 2. 某同学做 “ 测定玻
10、璃的折射率 ” 实验时，用他测得的多组入射角 1与折射角 2作出 s i n 1 si n 2的图象如图 5 所示，下列判断不正确的是 ( ) 图 5 A 他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 B 玻璃的折射率为 0. 67 C 玻璃的折射率为 1. 5 D 玻璃临界角的正弦值为 解析 由 s 1 s i n 2 图象可知，s 1s 2 10 1 1 ，故光是从空气射入玻璃的，入射角为 1 ， A 正确 B 由折射率的定义知 n 1 B 错误， C 正确 由临界角定义知临界角的正弦值 s C 1n 0 ， D 正确故选 B. 实验十一 测定玻璃的折射率 随堂训练 3. 某同学用大头
11、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 6 中实线 所示，使大头针 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，同时在玻璃砖的直径边一侧观察 使 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 _ _. 图 6 解析 “ P 2 的像挡住 P 1 的像的现象恰好消失 ” 意味着刚好发生全反射现象，此时玻璃砖内光线的入射角恰好等于临界角 C ，玻璃砖转过 ，入射光路的法线也转过同样的角度，入射角 C . 根据 n 1s C得 n 1s . 玻璃砖直径边绕 1 实验十一 测定玻璃的折射率 随堂训练 4 如图 7 所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白 (1) 用 _ _ 测出广口瓶瓶口内径 d . (2) 在瓶内装满水 (3) 将刻度尺沿瓶口边缘 _ 插入水中 (4) 沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰 能看到刻度尺的 0 刻度 ( 即 图 7 图中 A 点 ) ，同 时看到水面上 B 点刻度的像 B 恰与 A 点的像相重合 (5) 若水面恰与直尺的 C 点相平，读出 _ _ 和 _ 的长度 (6)
