單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,測(cè)定玻璃的折射率,請(qǐng)完成如圖所示的光路圖,平行玻璃磚,r,i,演示：一束激光打在平行玻璃磚上，學(xué)生感受一下，并根據(jù)上述圖說(shuō)說(shuō)要測(cè)玻璃的折射率，應(yīng)測(cè)哪些量？,i,問(wèn)題：如果在圖示的位置插上兩枚大頭針,P,1,P,2,，沿,P,1,P,2,方向射到平行玻璃磚上的光，相應(yīng)的折射光線如何呢？,r,i,折射光射入人眼中，引起人的視覺(jué),r,i,r,i,r,i,人的視覺(jué)習(xí)慣,r,i,人在如圖左位置能看到幾枚大頭針的像，在右位置能看到哪枚大頭針的像？,r,i,在右位置方向上，依次插上兩枚大頭針,P,3,P,4,，使之擋住大頭針,P,1,P,2,像,r,i,r,i,r,i,P,3,P,4,的連線即為通過(guò)入射光線,P,1,P,2,的出射光線,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?r,i,測(cè)定玻璃的折射率,二、實(shí)驗(yàn)原理,如圖，利用平行玻璃磚對(duì)光路的側(cè)移，用插針?lè)ㄕ页鋈肷涔饩€,AO,對(duì)應(yīng)的出射光線,OB,，量出入射角,i,和折射角,r,，根據(jù)折射定律,n=sini/sinr,計(jì)算出玻璃的折射率三、實(shí)驗(yàn)器材,玻璃磚，木板，白紙，大頭針（,4,枚），圖釘，三角板，量角器，圓規(guī)，直尺、鉛筆,A,O,O,B,三 實(shí)驗(yàn)器材,玻璃磚，木板，白紙，大頭針（,4,枚），圖釘，三角板，量角器，圓規(guī)，直尺、鉛筆,、固定白紙于繪圖板,、畫(huà)出界面線,aa,、法線,NN,和入射光線,OA,3,、放好玻璃磚，使長(zhǎng)邊與,aa,重合，畫(huà)下界面,bb.,四、實(shí)驗(yàn)步驟,N,N,a,a,O,A,b,b,4,、插針?lè)ǘǔ錾涔饩€：在,OA,上,豎直,插上,P,1,、,P,2,，透過(guò)玻璃磚觀,P,1,、,P,2,的像，調(diào)整視線直到,P,2,的像擋住,P,1,的像，再在觀察者一 側(cè)豎直插,P,3,、,P,4,，,使,P,3,擋住,P,1,、,P,2,的像，,P,4,擋住,P,3,本身和,P,1,、,P,2,的像,，記下,P,3,、,P,4,的位置。

r,i,5,、作圖確定出射光,O,B,、出射點(diǎn),O,、折射光線,OO,.,6,、改變?nèi)肷浣?i,為,30,、,45,、,60,、,75,重復(fù)做幾次,7,、數(shù)據(jù)記錄與處理,方法,1,：測(cè)量入射角,i,和折射角,r,，查出正弦值并記入表格,次數(shù),i,sini,r,sinr,n,n,平均值,1,30,0.500,20.9,0.357,1.40,1.40,2,45,0.707,30.5,0.508,1.39,3,60,0.866,38.0,0.616,1.41,方法,2,：用測(cè)得的多組入射角,i,與折射角,r,作出,sin,i,sin,r,圖象如圖所示，其斜率即為玻璃的折射率,sin,r,sin,i,0,1,0.67,r,i,O,P,P,Q,Q,方法,3,：,如圖所示，以,O,為圓心，作圓與,O,A,、,OO,分別交于,P,、,Q,點(diǎn)，過(guò),P,、,Q,點(diǎn)分別作法線,NN,的垂線，垂足分別為,P,、,Q,，測(cè)量出,PP,和,QQ,的長(zhǎng)度，則玻璃的折射率,n,=,測(cè)出不同入射角時(shí)的,PP,和,QQ,的長(zhǎng)度,，記錄在表中計(jì)算玻璃的折射率，并求平均值次數(shù),i,PP,QQ,n,n,平均值,1,30,2,45,3,60,注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)時(shí)盡可能將大頭針豎直地插在鋪有白紙的木板上,P,1,和,P,2,，,P,2,和,O,之間，,P,3,和,P,4,之間，,P,3,和,O,之間的距離要稍大一些,入射角不能太大，也不能太小，在,20,70,之間為宜,(4),在實(shí)驗(yàn)時(shí)，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變,(5),在實(shí)驗(yàn)時(shí)，玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在,5 cm,以上,(,6),在實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能把玻璃磚當(dāng)尺子來(lái)畫(huà)界面,實(shí)驗(yàn)與誤差分析：,1.,邊界問(wèn)題,r,i,（,1,）如果邊界整體向上平移，測(cè)出的折射率不變,r,i,（,2,）如果畫(huà)出的下邊界比實(shí)際下邊界偏下，造成折射角的測(cè)量值比真實(shí)值偏大，折射率的測(cè)量值比真實(shí)值偏小,r,i,（,3,）如果畫(huà)出的上、下邊界比實(shí)際邊界偏外，造成折射角的測(cè)量值比真實(shí)值偏大，折射率的測(cè)量值比真實(shí)值偏小,（,4,）如果畫(huà)出邊界后，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中玻璃磚如圖移動(dòng)，造成折射角的測(cè)量值比真實(shí)值偏小（或大），折射率的測(cè)量值比真實(shí)值偏大（或?。?r,i,r,i,2,入射光線（角）折射光線（角）問(wèn)題,（,1,）如果大頭針間距過(guò)小，造成入射光線、折射光線不準(zhǔn)，造成誤差,（,2,）如果入射角過(guò)小，造成測(cè)量入射角、折射角誤差大，造成實(shí)驗(yàn)誤差,（,3,）玻璃磚的厚度過(guò)小，造成折射角測(cè)量誤差大,1,、用圓柱形玻璃測(cè)玻璃的折射率,用的是插針?lè)?，光路圖如圖,1,所示。

測(cè)玻璃的折射率的方法,2,、用不平行玻璃磚測(cè)玻璃的折射率,用的也是插針?lè)ǎ?光路圖如圖,2,所示,3,、半圓形玻璃磚測(cè)玻璃的折射率插針?lè)?，光路圖如圖,3,所示入射光沿玻璃磚半徑方向全反射臨界角的應(yīng)用,光路圖如圖,4,所示，,將一塊半圓形玻璃磚放在水平面上，用一束光線垂直于玻璃磚直徑平面射入圓心,O,，以,O,為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)半圓形玻璃磚，當(dāng)剛轉(zhuǎn)過(guò),角時(shí)，觀察者在玻璃磚的直徑一側(cè)恰好看不到出射光線角即為全反射的臨界角，這樣就可以求出玻璃的折射率了4,、用玻璃三棱鏡測(cè)玻璃的折射率用插針?lè)?，原理圖如圖,5,所示1,、,如圖所示，在用玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，如果所用的玻璃磚,ABCD,的上表面,AB,和下表面,CD,不嚴(yán)格平行（,AD,略大于,BC,），下列說(shuō)法中正確的是,A,用此玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出的折射光線,c,和相應(yīng)的入射光線,a,不再平行，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,B,用此玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出的折射光線,c,和相應(yīng)的入射光線,a,不再平行，但不會(huì)因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,C,射出光線,c,相對(duì)于入射光線,a,有順時(shí)針?lè)较虻奈⑿∑D(zhuǎn),D,射出光線,c,相對(duì)于入射光線,a,有逆時(shí)針?lè)较虻奈⑿∑D(zhuǎn),配套習(xí)題,2.,在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面,aa,、,bb,與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖,、,和,所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚他們的其他操作均正確，且均以,aa,、,bb,為界面畫(huà)光路圖則,甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比,_(,填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不變,”,),乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比,_(,填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不變,”,),丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比,_,3.,如圖,所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針,P,1,、,P,2,確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心,O,，在玻璃磚,(,圖中實(shí)線部分,),另一側(cè)垂直紙面插大頭針,P,3,，使,P,3,擋住,P,1,、,P,2,的像，連接,OP,3,.,圖中,MN,為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，,B,、,C,分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，,AB,、,CD,均垂直于法線并分別交法線于,A,、,D,點(diǎn),(1),設(shè),AB,的長(zhǎng)度為,l,1,，,AO,的長(zhǎng)度為,l,2,，,CD,的長(zhǎng)度為,l,3,，,DO,的長(zhǎng)度為,l,4,，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量,_,，則玻璃磚的折射率可表示為,_,(2),該同學(xué)在插大頭針,P,3,前不小心將玻璃磚以,O,為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將,_(,填,“,偏大,”,、,“,偏小,”,或,“,不變,”,),4,、,如圖所示，畫(huà)有直角坐標(biāo)系,Oxy,的白紙位于水平桌面上,M,是放在白紙上的半圓形玻璃磚，其底面的圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)，直邊與,x,軸重合，,OA,是畫(huà)在紙上的直線，,P,1,、,P,2,為豎直地插在直線,OA,上的兩枚大頭針，,P,3,是豎直地插在紙上的第三枚大頭針，,是直線,OA,與,y,軸正方向的夾角，,是直線,OP,3,與,y,軸負(fù)方向的夾角只要直線,OA,畫(huà)得合適，且,P,3,的位置取得正確，測(cè)出角,和,，便可求得玻璃的折射率某學(xué)生在用上述方法測(cè)量玻璃的折射率時(shí)，在他畫(huà)出的直線,OA,上豎直地插上了,P,1,，,P,2,兩枚大頭針，但在,y,0,的區(qū)域內(nèi)，不管眼睛放在何處，都無(wú)法透過(guò)玻璃磚看到,P,1,、,P,2,的像，,他應(yīng)采取的措施是,_,若他已透過(guò)玻璃磚看到了,P,1,、,P,2,的像，確定,P,3,位置的方法是,_,若他已正確地測(cè)得了,、,的值，則玻璃的折射率,n,_.,P,4,P,1,P,2,P,3,C,A,B,5,、某同學(xué)在用等腰直角棱鏡測(cè)定玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與棱鏡等大的三角形，將棱鏡平放在白紙上，使其邊界與所畫(huà)的三角形重合在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針,P,1,和,P,2,，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使,P,1,的像被,P,2,擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)再先后插兩枚大頭針,P,3,和,P,4,，使,P,3,擋住,P,1,和,P,2,的像，,P,4,擋住,P,3,和,P,1,和,P,2,的像。

在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓,ABC,如圖所示已知光線在三棱鏡底面,AB,發(fā)生了全反射1,）用幾何作圖法，在圖中準(zhǔn)確畫(huà)出棱鏡內(nèi)的光路走向,（,2,）為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是,、,，在圖上標(biāo)出它們3,）計(jì)算折射率的公式是,6,、,某同學(xué)在測(cè)定一厚度均勻的圓柱形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與玻璃圓柱同半徑的園，圓心為,O,，將玻璃圓柱平放在白紙上，使其邊界與所畫(huà)的圓重合，在玻璃的一側(cè)豎直插兩枚大頭針,P,1,和,P,2,，在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針,P,3,和,P,4,，使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭,P,4,、,P,3,和,P,2,、,P,1,的像恰好在同一直線上，移去玻璃圓柱和大頭針后，白紙上的結(jié)果如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出,沿,P,1,、,P,2,連線方向的入射光線通過(guò)圓形玻璃后的傳播方向；,光線在玻璃內(nèi)的傳播方向；,在光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角,和折射角,；,寫(xiě)出計(jì)算玻璃折射率的公式（不必計(jì)算）7,、,在一次測(cè)玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中，采用了如下的方法：將一塊半圓形玻璃磚放在水平面上，用一束光線垂直于玻璃磚直徑平面射入圓心,O,，以,O,為轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)半圓形玻璃磚，當(dāng)剛轉(zhuǎn)過(guò),角,時(shí)，觀察著在玻璃磚平面一側(cè)恰看不到射出光線，這樣就知道該玻,璃,磚的折射率,n,的大小，那么，上述測(cè)定方法主要是利用了,的原理，該玻璃的折射率,n,。