高中物理高考 2022年高考物理一轮复习（新高考版2(粤冀渝湘)适用） 第16章 实验十四 测定玻璃的折射率

第十六章光电磁波大一轮复习讲义实验十四测定玻璃的折射率1.掌握测定折射率的原理及方法.2.能用插针法测定玻璃的折射率.【目标要求】内容索引NEIRONGSUOYIN考点一教材原型实验考点二拓展创新实验实验技能储备实验技能储备011.实验原理如 图 1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，从而画出折射 光 线OO，求出折射角2，再根据n 或n 计算出玻璃的折射率.图图12.实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.3.实验过程(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MM.(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_ ，再插上P4，使P4挡住 .P1、P2的像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得到线段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.4.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sin 1和sin 2.算出不同入射角时的 ，并取平均值.图图2(2)图象法改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作sin 1sin 2的图象，由n 可知图象应是过原点的直线，如图2所示，其斜率为折射率.图图35.注意事项(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O之间距离要稍大一些.(2)入射角1不宜太大(接近90)，也不宜太小(接近0).(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也不能把玻璃砖界面当尺子画界线.(4)实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大.考点一教材原型实验02例1(2019天津卷9(2)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸.(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度_.A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些AD(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是_.D解析由题图可知，选用的玻璃砖两光学表面平行，则入射光线应与出射光线平行，B、C错误；又光线在玻璃砖中与法线的夹角应小于光线在空气中与法线的夹角，A错误，D正确；(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN的垂线，垂足分别为C、D点，如图4所示，则玻璃的折射率n_.(用图中线段的字母表示)图图41.如图5所示，在测定玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像.(1)此后正确的操作步骤是_.A.插上大头针P3，使P3挡住P2的像B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C.插上大头针P4，使P4挡住P3的像D.插上大头针P4，使P4挡住P3以及P1和P2的像跟进训练图图5BD解析此后正确的操作步骤是：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3，选项B、D正确.(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图5中已标出).为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图6甲、乙所示.能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_(填“甲”或“乙”)，所测玻璃折射率的表达式n_(用代表线段长度的字母ED、FG表示).乙图图603考点二拓展创新实验例2某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖.如图7所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00 cm，AB间的距离为6.00 cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面的距离d110.00 cm，玻璃砖厚度d24.00 cm，则该图图7玻璃的折射率n_，光在该玻璃中传播速度v_ m/s(光在真空中传播速度c3.0108 m/s，结果均保留两位有效数字).1.22.51082.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，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和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸跟进训练图图8上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图8甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线.(1)在图上补画出光路.答案见解析图解析连接P3、P4与 交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置；P1、P2的连线与 的交点即为光线进入玻璃砖中的位置；连接两点即可作出玻璃砖中的光路.(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角.答案见解析图解析连接O点与光线在 上的入射点即为法线，作出入射角i和折射角r.(3)用所测物理量计算折射率的公式为n_.(4)为了保证在 得到出射光线，实验过程中，光线在 的入射角应适当_(填“小一些”“无所谓”或“大一些”).小一些解析为了保证能在 上有出射光线，实验过程中应使入射角适当小一些，才不会使光线在 上发生全反射.(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n_.1.5大一轮复习讲义本课结束更多精彩内容请登录：