测定玻璃的折射率练习

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1、测定玻璃的折射率练习测定玻璃的折射率练习 1. 在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下： 将记录光路的白纸铺放在平木板上； 手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上； 用铅笔环绕玻璃砖画出边界 aa和 bb； 在 aa上选择一点 O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角 i 分别为 00、300、450的入射光线； 用“插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上， 取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折角 r； 按公式分别计算，取三个值的算术平均值。ri sinsin以上步骤中有错误或不妥之处的是

2、；应改正为 。 答案：3、4、5 应改正为： 中应使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖 后再画界线。 中入射角要取 00以外的五组数据。 中大头针要竖直插牢，观察时看针尖是否在一条 直线上。2. 用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，把 P1、P2连线与玻璃砖表面垂线的夹角作为 角， 这个角过小会 ，过大会使从 bb面看不到 P1、P2的 ；若已确定了 P1、P2的位置，欲 确定 P3的位置，应在观察时使 P3 ，如图所示，甲同学做实验时所画的 MN 线（入射界面） 虽与玻璃 ab 面重合，但 PQ 线却略向外平移，乙同学 MN和 PQ之间距离虽等于 ac，但实验 时玻璃砖

3、的 ab、cd都相对 MN、PQ平移了一些。取走玻璃砖后，他们分别按 MN、PQ 及 MN、PQ画图求折射率，那么，甲测出的折射率将 ，乙测出的折射率将 （填“偏大” 、 “偏小”或“不变” ）答案：入射，使测量误差偏大，像，同时挡住 P1P2的像，偏小，不变 3. 某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以 O 点为圆心，10.00cm 长为半径画圆，分别交线 段 OA 于 A 点，交 O、O连线延长线于 C 点，过 A 点作法线 NN的垂线 AB 交NN于 B 点，过 C 点作法线 NN的垂线 CD 交 NN于 D 点，如图所示，用刻度 尺量得 OB=8.00cm ，CD=4.00cm。

4、由此可得到玻璃的折射率 n= 1.50 。4. 测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是：（ ） A. 玻璃砖的宽度宜大些 B. 入射角应适当小些 C. 大头针应垂直的插在纸面上 D. 大头针 P1、P2及 P3、P4之间的距离应适当大些5. 如图， 一个学生用广口瓶和直尺测定水的折射率，填写下述实验步骤中的空白： 用 测出广口瓶瓶口内径 d； 在瓶内装满水； 将直尺沿瓶口边缘 插入水中； 沿广口瓶边缘向水中直尺正面看去，若恰能看到直尺的 0 刻度（即图中 A 点） ，同时看到水面上 B 点刻度的像恰与 A 点的像相重合； 若水面恰与直尺的 C 点相平，读出 和 的长度； 由题中所给

5、条件，可以计算水的折射率为 。答案： 直尺 竖直 AC；BC 2222BCdACd6在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具 体问题，下列意见正确的是（ ） A为了减少作图误差，P3和 P4的距离应适当取大些 B为减少测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量 大些 C若 P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到 P1、P2的像 D若 P1、P2连线与法线 NN夹角较大时，有可能在 bb面发生 全反射，所以在 bb一侧就看不到 P1、P2的像 7.某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折 射率的仪器。如图，在一个圆盘上，过

6、其圆心 O 作两条相互垂直的直径 BC、EF。在半径 OA 上，垂直盘 面插上两枚大头针 P1、P2并保持位置不变。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。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，就可以直接读出液体折射率的值。若AOF=30，OP3与 OC 之间的夹角为 30，则 P3处刻的折射率的值 。 图中 P3、P4那一处对应的折射率大 。 做 AO 的延长线交圆周于 K，K 处对应的折射率为 。 答案： （1）1.73 P4 1 8.（94

7、 年上海）某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的 圆，圆心为 O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃一侧竖直插两枚大头针 P1 和 P2，在另一侧再先后插两枚大头针 P3和 P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针 P4、P3和 P2、P1的 像恰在一直线上，移去圆形玻璃和大头针后，得如图所示的图，在图中画出： 沿 P1、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向； 光线在玻璃内的传播方向； 在光线的入射点作法线，标出入射角 i 和折射角 r； 写出计算玻璃折射率的公式（不必计算） 。 解：如图所示，P3P4光线为入射光线 P1P2通

8、过玻璃后的折射光线。O1O2光线为入射光线 P1P2在玻璃 中的折射光线。9. (1994 年全国)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，在棱镜的一侧插上两枚大 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。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，P4挡住 P3和 P1、P2的像，在纸上标出大头针 位置和三棱镜轮廓，如图所示。 （1）在本题的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 n= 。 解:（1）如图所示，画出通过 P1、P2的入射

9、光线交 AC 面于 O，画出通过 P3、P4的出射光线交 AB 面于 O，则光线 OO就为入射光线 P1P2在三棱镜中的折射光线。 （2）在所画的图上，标明入射角 i 和折射角 ，并画出虚线部分。用量角器测量出 i 和 或用刻度尺 测出线段 EF、OE、GH、OG 的长度。（3）n=sinsini或：因为 sini=,sin=,则 n=/=OEEF OGGH OEEF OGGH OEEF GHOG10.如图所示，在测玻璃砖的折射率的实验中，多处测得入射角 i 及入射点和出射点处法线间距 a，将数据在坐标系中绘制出相应图像，通过图像，写出计算玻璃砖折射率 n 的表达方式。 i2sin121 a

10、解：设光线由空气进入玻璃的折射角为 r则由折射定律=nri sinsin由几何关系得 sinr= 22daa由消去 r 得=n22sindaai222221 sin1 and ni所以作出的图线其斜率 k=i2sin121 a22ndn=kd11.用如图所示装置测定玻璃的折射率，在光具盘的中央固定一个半圆形的玻璃砖，使二者的圆心 O 重合。 使激光束从玻璃圆弧面一侧入射并垂直直径平面通过圆心 O 射出玻璃砖，记下入射光束在光具盘上所对 应的刻度，以圆心 O 为轴逆时针缓慢转动光具盘，同时观察直径平面一侧出射光线的变化：出射光线不 断向下偏转并越来越暗，直到刚好看不到出射光线为止，并记下这时入射

11、光线在光具盘上位置的刻度。 光具盘上两次刻度之间的夹角 就是光束从玻璃射向空气的 ，玻璃的折射率表达式为 n= .激 光在玻璃中的速度为 v= .（已知光在真空中的速度为 c） 答案:.临界角， n=1/sin ，v=Csin12利用插针法测玻璃的折射率，实验中先将玻璃砖固定在水平桌面上的白纸上，画出玻璃砖两侧界面 MN、PQ，在玻璃砖的一侧插好 P1、P2大头针后，某同学发现在 P1、P2同侧通过玻璃砖在图所示位置也可观察到 P1、P2的像。于是他在白纸上插大头针 P3，使 P3挡住P1、P2的像，同样方法，他又插入大头针 P4，使 P4挡住 P3和 P1、P2的像。取走玻璃砖，P1、P2连

12、线交 MN 于 O 点，P3、P4连线交 MN 于 O/点。测出 P1P2连线与 MN 间的夹角 =30，玻璃砖的厚度 h=2.00cm.OO/两点间的距离 L=3.00cm，则玻璃砖的折射率为 n= （结果保留 3 位有效数字）。解：依题意作出光路如图所示。从图中可得出 sini=sin600=0.866.sin=6 . 0 4/2/22 LhL所以玻璃砖的折射率为：44. 16 . 0 866. 0sinsinin13为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度，实验室中可提供的器材有：矩形有机玻璃条（长约 40cm）秒表、平行光光源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针若等。已知真空中的光速是c=3.00108m/s.（1）请求从上述器材中选出的必须的器材来测量光速。（2）说明测量光速的方法和要测量的量，并给出计算光速的公式。解：（1）选出的必须的器材有：矩形有机玻璃、刻度尺、三角板、木板、白纸和大头针。（2）用插针法测得光通过有机玻璃条的光路，如图 17 所示，在空气和有机玻璃的界面上，AO 是入射光线，OB 是折射光线，作出法线 ON，取OA/=OB/，作 A/E 垂直于 ON，B/F 垂直于 ON，测出 A/E 和 B/F。折射率，则有机玻璃中的光速为.VC FBEAin/sinsin CEAFBV/