《高考物理一輪精細復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點撥+高考考點集結(jié)+考點專訓(xùn)）實驗《測定玻璃的折射率》》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪精細復(fù)習(xí) （必備基礎(chǔ)點撥+高考考點集結(jié)+考點專訓(xùn)）實驗《測定玻璃的折射率》》課件（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?1)測定玻璃的折射率。測定玻璃的折射率。(2)學(xué)會用插針法確定光路。學(xué)會用插針法確定光路。超鏈接超鏈接圖實圖實141三、實驗器材三、實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器(或圓或圓規(guī)規(guī))、三角板、鉛筆。、三角板、鉛筆。四、實驗步驟四、實驗步驟(1)如圖實如圖實142所示，把白紙鋪在木板上。所示，把白紙鋪在木板上。圖實圖實142(2)在白紙上畫一直線在白紙上畫一直線aa作為界面，過作為界面，過aa上的一點上的一點O畫畫出界面的法線出界面的法線NN，并畫一條線段，并畫一條線段AO作為入射光線。作為入射光線。(3)把長方形玻
2、璃磚放在白紙上，并使其長邊與把長方形玻璃磚放在白紙上，并使其長邊與aa重合，重合，再用直尺畫出玻璃磚的另一邊再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb。(4)在線段在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。(5)從玻璃磚從玻璃磚bb一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針一側(cè)透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，的像，調(diào)整視線的方向直到調(diào)整視線的方向直到P1的像被的像被P2的像擋住。再在的像擋住。再在bb一側(cè)插一側(cè)插上兩枚大頭針上兩枚大頭針P3、P4，使，使P3能擋住能擋住P1、P2的像，的像，P4能擋住能擋住P3本身及本身及P1、P2的像。的像。(6)移去玻璃磚，在拔掉移去玻璃磚，在拔掉P1、P2
3、、P3、P4的同時分別的同時分別記下它們的位置，過記下它們的位置，過P3、P4作直線作直線OB交交bb于于O。連接。連接O、O，OO就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向。就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向。AON為入射角，為入射角，OON 為折射角。為折射角。(7)改變?nèi)肷浣牵貜?fù)實驗。改變?nèi)肷浣?，重?fù)實驗。五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理1計算法計算法圖實圖實143圖實圖實144六、注意事項六、注意事項(1)實驗時，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且實驗時，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和和P2之間、之間、P3和和P4之間、之間、P2與與O、P3與與O之間距離要稍大之間距離要稍大一些。一些。(2)入射角入射角1不
4、宜太大不宜太大(接近接近90)，也不宜太小，也不宜太小(接近接近0)。太大：反射光較強，出射光較弱；太?。喝肷浣?、。太大：反射光較強，出射光較弱；太小：入射角、折射角測量的相對誤差較大。折射角測量的相對誤差較大。(3)操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線。能把玻璃磚界面當尺子畫界線。(4)實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬以上，若寬度太小，則測量誤差較大。度太小，則測量誤差較大。七、誤差分
5、析七、誤差分析(1)入射光線、出射光線確定的準確性造成誤差，故入射光線、出射光線確定的準確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些。入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些。(2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當大些，以減小測量的相對誤差。當大些，以減小測量的相對誤差。實驗原理與操作實驗原理與操作 例例1(2012江蘇高考江蘇高考)“測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率”實驗中，在實驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針個大頭針C、D。在插入第四個大頭
6、針。在插入第四個大頭針D時，要使它時，要使它_。如圖實如圖實145是在白紙上留下的實驗痕跡，是在白紙上留下的實驗痕跡，其中直線其中直線a、a是描在紙上的玻璃磚的兩個是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n_。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖實圖實145圖實圖實146答案答案擋住擋住C及及AB的像的像1.8(1.61.9)題組演練題組演練1如圖實如圖實147所示，用插針法測定玻璃的折射率的所示，用插針法測定玻璃的折射率的實驗中，以下各說法中正確的是實驗中，以下各說法中正確的是()P1、P2及及P3、P4之間的距離適當大些，之間的
7、距離適當大些，可以提高準確度可以提高準確度P1、P2及及P3、P4之間的距離取得小些，之間的距離取得小些，可以提高準確度可以提高準確度入射角入射角1適當大些，可以提高準確度適當大些，可以提高準確度入射角太大，入射光線會在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生入射角太大，入射光線會在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射，使實驗無法進行全反射，使實驗無法進行P1、P2的間距和入射角的大小均與實驗的準確度無的間距和入射角的大小均與實驗的準確度無關(guān)關(guān)圖實圖實147ABC D解析：因為實驗中的入射光線和折射光線都是隔著玻璃磚觀察解析：因為實驗中的入射光線和折射光線都是隔著玻璃磚觀察在一直線上的大頭針確定的，相互間的距離太小，容易出現(xiàn)偏
8、在一直線上的大頭針確定的，相互間的距離太小，容易出現(xiàn)偏差，正確錯誤。入射角適當大些，相應(yīng)的折射角也增大，差，正確錯誤。入射角適當大些，相應(yīng)的折射角也增大，折射現(xiàn)象較明顯，容易測量些，正確錯誤。由于光通過玻折射現(xiàn)象較明顯，容易測量些，正確錯誤。由于光通過玻璃磚時，各相關(guān)角度互相制約著，其出射角恒等于入射角，而璃磚時，各相關(guān)角度互相制約著，其出射角恒等于入射角，而對于入射的界面，光線是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角必對于入射的界面，光線是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角必小于入射角，當入射角趨于最大值小于入射角，當入射角趨于最大值90時，折射角也趨于最大時，折射角也趨于最大值值2max，而對于出射的
9、界面，在玻璃磚內(nèi)的折射光線的入射角，而對于出射的界面，在玻璃磚內(nèi)的折射光線的入射角最大值也只能為最大值也只能為2max，根據(jù)光路可逆原理，出射角最大值也趨，根據(jù)光路可逆原理，出射角最大值也趨于于90，即始終能透過玻璃磚看到入射光線，錯。，即始終能透過玻璃磚看到入射光線，錯。答案：答案：A2(2012浙江高考浙江高考)在在“測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率”實驗中，某實驗中，某同同學(xué)經(jīng)正確操作插好了學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖實枚大頭針，如圖實148甲所甲所示。示。圖實圖實148(1)在下圖中畫出完整的光路圖；在下圖中畫出完整的光路圖；圖實圖實149(2)對你畫出的光路圖進行測量和計算，求
10、得該玻璃磚的折對你畫出的光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率射率n_(保留保留3位有效數(shù)字位有效數(shù)字)；(3)為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學(xué)做了兩次實驗，經(jīng)正確操作插好了兩次實驗，經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針，如圖乙所示。枚大頭針，如圖乙所示。圖中圖中P1和和P2是同一入射光線上的兩枚大頭針，其對應(yīng)出射是同一入射光線上的兩枚大頭針，其對應(yīng)出射光線上的兩枚大頭針是光線上的兩枚大頭針是P3和和_(填填“A”或或“B”)。解析：解析：(1)連接兩大頭針連接兩大頭針1、2，延長線，延長線與梯形玻璃磚上表面交于與梯形玻璃磚上表面交于O，再
11、連接兩大頭，再連接兩大頭針針3、4，延長線與梯形玻璃磚下表面交于，延長線與梯形玻璃磚下表面交于O，再連接，再連接OO，標上箭頭以示光線傳，標上箭頭以示光線傳播方向。播方向。(3)光斜射入兩底面平行的玻璃磚一個表面，折射光線會光斜射入兩底面平行的玻璃磚一個表面，折射光線會從另一個表面平行原入射光線射出玻璃磚。圖中兩條平從另一個表面平行原入射光線射出玻璃磚。圖中兩條平行光線入射，行光線入射，P1P2左邊的光線會從梯形玻璃磚另一底面左邊的光線會從梯形玻璃磚另一底面平行射出，且通過平行射出，且通過B；而光線；而光線P1P2將由梯形玻璃磚側(cè)面出將由梯形玻璃磚側(cè)面出射，方向為射，方向為P3和和A的連線。的
12、連線。答案：答案：(1)見解析圖見解析圖(2)1.51(3)A3.某校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組根某校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組根據(jù)光學(xué)知識，設(shè)計了一個測液體折據(jù)光學(xué)知識，設(shè)計了一個測液體折射率的儀器。如圖實射率的儀器。如圖實1410所示，所示，在一個圓盤上，過其圓心在一個圓盤上，過其圓心O作兩條作兩條相互垂直的直徑相互垂直的直徑BC、EF。在半徑。在半徑OA上，垂直盤面插上兩枚大頭針上，垂直盤面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變。并保持位置不變。每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑使得液面與直徑BC相平，相平，EF
13、作為界面的法線，而后在作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2，在圓周，在圓周EC部分插上部分插上P3，使，使P3擋住擋住P1、P2的像。同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周的像。同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值?？梢灾苯幼x出液體折射率的值。圖實圖實1410(1)若若AOF30，OP3與與OC之間的夾角為之間的夾角為30，則，則P3處處刻的折射率的值為刻的折射率的值為_。(2)圖中圖中P3、P4兩處，對應(yīng)折射率大的是兩處，對應(yīng)折射率大的是_。(3)做做A
14、O的延長線交圓周于的延長線交圓周于K，K處對應(yīng)的折射率為處對應(yīng)的折射率為_。(2)在折射角相同的情況下，圖中在折射角相同的情況下，圖中P4對應(yīng)的入射角大于對應(yīng)的入射角大于P3所所對應(yīng)的入射角，所以對應(yīng)的入射角，所以P4對應(yīng)的折射率大。對應(yīng)的折射率大。(3)因因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所以在一條直線上，入射角等于折射角，所以K處對應(yīng)的折射率應(yīng)為處對應(yīng)的折射率應(yīng)為1。答案：答案：(1)1.73(2)P4(3)1數(shù)據(jù)處理與誤差分析數(shù)據(jù)處理與誤差分析例例2某同學(xué)利用某同學(xué)利用“插針法插針法”測定玻璃的折射率，測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后，作出的光路圖及所用的玻璃
15、磚兩面平行。正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖實測出的相關(guān)角度如圖實1411所示。所示。(1)此玻璃的折射率計算式為此玻璃的折射率計算式為n_(用圖中的用圖中的1、2表示表示)；(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_(填填“大大”或或“小小”)的玻璃磚來測量。的玻璃磚來測量。圖實圖實1411 (2)玻璃磚的寬度越大，出射光線的側(cè)移量越大，玻玻璃磚的寬度越大，出射光線的側(cè)移量越大，玻璃磚中折射光線的誤差越小，所以應(yīng)選用寬度大的玻璃璃磚中折射光線的誤差越小，所以應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來
16、測量。磚來測量。題組演練題組演練4在做測定玻璃折射率在做測定玻璃折射率n的實驗時：的實驗時：(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面ab和和cd時不慎碰了玻璃磚使它向時不慎碰了玻璃磚使它向ab方向平移了一些，如圖方向平移了一些，如圖實實1412甲所示，其后的操作都正確。但畫光路甲所示，其后的操作都正確。但畫光路圖時，將折射點確定在圖時，將折射點確定在ab和和cd上，則測出的上，則測出的n值將值將_。圖實圖實1412(2)乙同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃面，畫出的乙同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃面，畫出的ab和和cd都都比實際界面向外側(cè)平移了一些，如圖實比實際界面向外側(cè)
17、平移了一些，如圖實1412乙所示，乙所示，以后的操作均正確，畫光路圖時將入射點和折射點都確以后的操作均正確，畫光路圖時將入射點和折射點都確定在定在ab和和cd上，則所測出的上，則所測出的n值將值將_。(3)丙同學(xué)在操作和作圖時均無失誤，但所用玻璃磚的兩丙同學(xué)在操作和作圖時均無失誤，但所用玻璃磚的兩個界面明顯不平行。這時測出的個界面明顯不平行。這時測出的n值將值將_。解析：解析：(1)由圖甲可以看出折射角不變，入射角相同，故由圖甲可以看出折射角不變，入射角相同，故測得的折射率將不變。測得的折射率將不變。(3)同樣可根據(jù)入射光線和出射光線確定玻璃磚內(nèi)折射光同樣可根據(jù)入射光線和出射光線確定玻璃磚內(nèi)折
18、射光線，從而確定入射角和折射角，只要第二個界面不發(fā)生線，從而確定入射角和折射角，只要第二個界面不發(fā)生全反射即可，不過入射光線和出射光線不平行，如圖丙全反射即可，不過入射光線和出射光線不平行，如圖丙所示。所示。答案：答案：(1)不變不變(2)偏小偏小(3)不受影響不受影響5(2012重慶高考重慶高考)如圖實如圖實1413甲所示為光學(xué)實驗用甲所示為光學(xué)實驗用的長方體玻璃磚，它的的長方體玻璃磚，它的_面不能用手直接接觸。面不能用手直接接觸。在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，兩位同學(xué)繪出在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個針孔的玻璃磚和三個針孔a、b、c的位置相同，且插在的
19、位置相同，且插在c位置位置的針正好擋住插在的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個針孔位置的針的像，但最后一個針孔的位置不同，分別為的位置不同，分別為d、e兩點，如圖乙所示。計算折射兩點，如圖乙所示。計算折射率時，用率時，用_(填填“d”或或“e”)點得到的值較小，用點得到的值較小，用_(填填“d”或或“e”)點得到的值誤差較小。點得到的值誤差較小。圖實圖實1413答案：光學(xué)答案：光學(xué)de6如圖實如圖實1414所示，某同學(xué)用插所示，某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。針法測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在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，
20、并讓入射光確定入射光線，并讓入射光線過圓心線過圓心O，在玻璃磚，在玻璃磚(圖中實線部圖中實線部分分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使，使P3擋住擋住P1、P2的像，的像，連接連接OP3，圖中，圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于均垂直于法線并分別交法線于A、D點。點。圖實圖實1414(1)設(shè)設(shè)AB的長度為的長度為l1，AO的長度為的長度為l2，CD的長度為的長度為l3，DO的長度為的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，
21、需，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量用刻度尺測量_，則玻璃磚的折射率可表示為，則玻璃磚的折射率可表示為_。(2)該同學(xué)在插大頭針該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將_(選填選填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不變不變”)。7.(2011天津高考天津高考)某同學(xué)用大頭針、三角板、某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始玻璃磚的位置如圖實開始玻璃磚的位置如圖實1415中實線中實線所示，使大頭針所示，使大頭針 P1、P2與圓心與圓心 O 在同一直線上，該在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心 O 緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察 P1、P2 的像，且的像，且 P2 的像擋住的像擋住 P1 的像。如此觀察，當玻璃磚的像。如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失。此時只需測量出測量出_，即可計算出玻璃磚的折射率。請用，即可計算出玻璃磚的折射率。請用你的測量量表示出折射率你的測量量表示出折射率 n _。圖實圖實1415
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