光学实验一、测定玻璃砖的折射率【实验目的】：测定玻璃的折射率入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折【实验原理】：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出射率sinin二sinr【实验器材】：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔实验步骤】：① 把白纸用图钉钉在木板上② 在白纸上画一条直线aa'作为界面，画一条线段A0作为入射光线，并过0点画出界面aa'的法线NN',如图所示③ 把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa'对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb'④ 在AO线段上竖直地插上两枚大头针P和P12⑤ 在玻璃砖的bb'一侧竖直地插上大头针P，用眼睛观察调整视线，要使P能同33时挡住P和P的像12⑥ 同样地在玻璃砖的bb'—侧再竖直地插上大头针P,使P能挡住P本身和P4431与P的像2⑦ 记下P和P的位置，移去玻璃砖和大头针，过P和P引直线O'B与bb'交于3434O'点，连接O与O',OO'就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i=ZAON，折射角r二ZO'ON'⑧ 用量角器量出入射角i和折射角r的度数⑨ 从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。
⑩ 用上面的方法分别求出入射角是30°,45°,60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里数据处理】算出不同入射角时Sini的值，求出几次实验中所测Sin'的平均值sinrsinr【注意事项】：1. 玻璃砖应选用厚度、宽度较大的.2.大头针要插得竖直，且间隔要大些.3.入射角不宜过大或过小，一般在15°〜75°之间.4.玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线.5.实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.【误差及分析】：① 入射光线、出射光线确定的准确性，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点② 测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱例1.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实一1—8①、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.图实一1—8⑴甲同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“不变”）.⑵乙同学测得的折射率与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“不变”）.（3）丙同学测得的折射率与真实值相比.解析：用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变.答案：（1）偏小⑵不变（3）可能偏大、可能偏小、可能不变例2.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：① 用图钉将记录光路的白纸固定在平板上；② 手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；③ 用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa'和bb'；④ 在aa'上选择一点0,作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角分别为0°、30°、45。
的入射光线；⑤ 用“插针法”分别得到各条入射光线的出射光线，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，量出各个折射角e；2・e⑥ 按公式分别计算SEj，取三个值的算术平均值.sine2(1) 以上步骤中有错误或不妥之处的是;(2) 应改正为解析：(1)有错误或不妥之处的是③④⑤.(2)③中应先画出一条直线，把玻璃砖的一边与其重合，再使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；④中入射角要取0°以外的三组数据；⑤中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上.答案：见解析例3.—块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P、P、P、P)、1234带有刻度的直角三角板、量角器.实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aaz和bbz，aaz表示镀银的玻璃表面，bbz示另一表面，如图实一1一9所示.然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P、P（位12置如图）.用p、P的连线表示入射光线.12（1）为了测量折射率，应如何正确使用大头针p、P34?（试在图实一1—9中标出P、P的位置）34（2）然后移去玻璃砖与大头针.试在图实一1一9中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角e与折射角e.简要写出作图步骤.12⑶写出用e、e表示的折射率公式为n=12解析：（1）在bb，—侧观察P、P（经bbz折射、aaz反射，再经bb，折射后）的12像，在适当的位置插上P,使得P与p、P的像在一条直线上，即让P挡住p、P的3312312像；再插上P,让它挡住P及P的像和p.p、P的位置如图所示.421334⑵①过P、P作直线与bb，交于0；12② 过P、P作直线与bb，交于0，；34③ 利用刻度尺找到00,的中点M；④ 过0点作bb，的垂线CD,过M点作bb，的垂线与aa，相交于N,如图所示,连接0N；⑤ zP0D=e，zC0N=e.112i0（3）由折射率的定义可得n=百1.sin02sin0答案：⑴⑵见解析（3）云sin02二、用双缝干涉测光的波长（一）目的了解光波产生稳定的干涉现象的条件；观察双缝干涉图样；测定单色光的波长。
二）原理Ld据双缝干涉条纹间距,=-€得，波长€=-•心已知双缝间距d,再测出双缝到屏的距离L和条纹间距幺x,就可以求得光波的波长三）器材实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分光学元件在光具座上组成，如图实18-1所示，各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏光源滤光片单缝双缝遮光筒屏图实18-1（四）步骤1. 将光源和遮光筒安装在光具座上,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏.2. 放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样.3. 在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样.4. 用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮（或暗）条纹间的距离Ax.5. 利用表达式€=d•,,求单色光的波长.L6. 换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长.（五）注意事项1. 放置单缝和双缝时,必须使缝平行，并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.2. 要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在同一条轴线上3. 测量头的中心刻线要对应着亮（或暗）条纹的中心.4. 为减小实验误差，先测出n条亮（或暗）条纹中心间的距离a,则相邻两条亮（或暗）条纹间的距离,=—n„1。