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1、實驗十三測定玻璃的折射率實驗十三測定玻璃的折射率知識要點歸納知識要點歸納實驗目的實驗目的1測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率2學會用插針法確定光路學會用插針法確定光路實驗原理實驗原理圖圖1241實驗器材實驗器材玻璃磚、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(或圓規(guī)或圓規(guī))、三角板、鉛筆、三角板、鉛筆過程分析導引過程分析導引一、實驗步驟一、實驗步驟1把白紙用圖釘釘在木板上把白紙用圖釘釘在木板上2在白紙上畫出一條直線在白紙上畫出一條直線aa作為界面，畫一作為界面，畫一條線段條線段AO作為入射光線，并過作為入射光線，并過O點畫出界面點畫出界面aa的法線的法線NN(如圖
2、如圖1242所示所示)圖圖12423把長方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一條把長方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一條邊跟邊跟aa對齊，并畫出玻璃磚的另一界面對齊，并畫出玻璃磚的另一界面bb.4在在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.5在玻璃磚的在玻璃磚的bb一側(cè)豎直地插上大頭針一側(cè)豎直地插上大頭針P3，用眼睛觀察調(diào)整視線，使用眼睛觀察調(diào)整視線，使P3能同時擋住能同時擋住P1和和P2的的像像6同樣地在玻璃磚的同樣地在玻璃磚的bb一側(cè)再豎直地插上大一側(cè)再豎直地插上大頭針頭針P4，使，使P4能擋住能擋住P3本身和本身和P1、P2的像的像7記下記下P3、P4的位置，移去玻璃
3、磚和大頭針，的位置，移去玻璃磚和大頭針，過過P3、P4引直線引直線OB與與bb交于交于O點，連接點，連接OO，OO就是玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向，就是玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向，入射角入射角iAON，折射角，折射角rOON.8用量角器量出入射角用量角器量出入射角i和折射角和折射角r的度數(shù)的度數(shù)9從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦值，記入自己設計的表格里值，記入自己設計的表格里10用上面的方法分別作出入射角是用上面的方法分別作出入射角是30、45、60時的折射角，查出入射角和折射角時的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把這些數(shù)據(jù)也記在表格里的正弦值，把這些
4、數(shù)據(jù)也記在表格里圖圖12432“單位圓法單位圓法”確定確定sini、sinr，計算折射，計算折射率率n.以入射點以入射點O為圓心，以一定長度為圓心，以一定長度R為半徑畫為半徑畫圓，交入射光線圓，交入射光線OA于于E點交折射光線點交折射光線OO于于E點，過點，過E作作NN的垂線的垂線EH，過，過E作作NN的垂線的垂線EH.如圖如圖1244所示，所示，圖圖1244三、注意事項三、注意事項1實驗時，應盡可能將大頭針豎直插在白紙實驗時，應盡可能將大頭針豎直插在白紙上，且上，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之間距離要稍大一些之間距離要稍大一些2入射角入射角i不宜太
5、大不宜太大(接近接近90)，也不宜太，也不宜太小小(接近接近0)太大：反射光較強，出射光較太大：反射光較強，出射光較弱；太?。喝肷浣?、折射角測量的相對誤差弱；太?。喝肷浣?、折射角測量的相對誤差較大較大3操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學面，更不能把玻璃磚界面當尺子畫界線面，更不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實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變不能改變5玻璃磚應選用寬度較大的，宜在玻璃磚應選用寬度較大的，宜在5 cm以以上，若寬度太小，則測量誤差較大上，若寬度太小，則測量誤差較大四、誤差分析四、誤差分析1入射光線、出射光線確
6、定的準確性造成入射光線、出射光線確定的準確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應大一些距應大一些2入射角和折射角的測量造成誤差，故入入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應適當大些，以減小測量的相對誤差射角應適當大些，以減小測量的相對誤差實驗典例精析實驗典例精析基本實驗原理、方法步驟的考查基本實驗原理、方法步驟的考查 (2011年浙江杭州模擬年浙江杭州模擬)一塊玻璃磚有兩一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的(光光線不能通過此表面線不能通過此表面)現(xiàn)要測定此玻璃的折射現(xiàn)要測定此玻璃的折射率給定的
7、器材還有：白紙、鉛筆、大頭針率給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚枚(P1、P2、P3、P4)、帶有刻度的直角三角板、量、帶有刻度的直角三角板、量角器實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上角器實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直述兩個相互平行的表面與紙面垂直在紙上畫出直線在紙上畫出直線aa和和bb，aa表示鍍銀表示鍍銀的玻璃表面，的玻璃表面，bb表示另一表面，如圖所表示另一表面，如圖所示然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針示然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2(位置如圖位置如圖1245)用用P1、P2的連線表示的連線表示入射光線入射光線圖圖1245(1)為了測量折射
8、率，應如何正確使用大頭針為了測量折射率，應如何正確使用大頭針P3、P4?試在題圖中標出試在題圖中標出P3、P4的位置的位置(2)然后，移去玻璃磚與大頭針試在題圖中然后，移去玻璃磚與大頭針試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角入射角i與折射角與折射角r.簡要寫出作圖步驟簡要寫出作圖步驟(3)寫出用寫出用i、r表示的折射率公式為表示的折射率公式為n_.【解析】【解析】(1)在在bb一側(cè)觀察一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)經(jīng)bb折射、折射、aa反射，再經(jīng)反射，再經(jīng)bb折射后折射后)的的像，在適當?shù)奈恢貌迳舷?，在適當?shù)奈恢貌迳螾3，使得，使得P3與與P1、P
9、2的像在一條直線上，即讓的像在一條直線上，即讓P3擋住擋住P1、P2的像；的像；再插上再插上P4，讓它擋住，讓它擋住P2(或或P1)的像和的像和P3.P3、P4的位置如圖的位置如圖1246.圖圖1246【答案】見解析【答案】見解析【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】注重對實驗基本原理、基本注重對實驗基本原理、基本技能和方法的考查，一直是高考命題的根本技能和方法的考查，一直是高考命題的根本原則因此，理解并熟練掌握實驗的原理、原則因此，理解并熟練掌握實驗的原理、方法，是學生做好實驗和備考的重中之方法，是學生做好實驗和備考的重中之重另外，在數(shù)據(jù)處理上，可將正弦之比轉(zhuǎn)重另外，在數(shù)據(jù)處理上，可將正弦之比轉(zhuǎn)化為線段長
10、度之比，使數(shù)據(jù)處理變得簡單而化為線段長度之比，使數(shù)據(jù)處理變得簡單而準確準確實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析在利用插針法測定玻璃磚折射率的實在利用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中：驗中：(1)甲同學在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面甲同學在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面aa和和bb后，不小心碰了玻璃磚使它向后，不小心碰了玻璃磚使它向aa方向平方向平移了少許，如圖移了少許，如圖1247所示則他測出的折射所示則他測出的折射率值將率值將_(選填選填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不變不變”)；圖圖1248(2)乙同學在畫界面時，不自覺地將兩界面乙同學在畫界面時，不自覺地將兩界面aa、bb間距畫得比
11、玻璃磚寬度大些，如圖間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖1248所示，則他測得折射率所示，則他測得折射率_(選填選填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不變不變”)【解析】【解析】(1)如圖如圖1249甲所示，甲同學利用甲所示，甲同學利用插針法確定入射光線、折射光線后，測得的入射插針法確定入射光線、折射光線后，測得的入射角和折射角都沒有受到影響，因此測得的折射率角和折射角都沒有受到影響，因此測得的折射率將不變將不變 圖圖1249(2)如圖乙所示，乙同學利用插針法確定入射如圖乙所示，乙同學利用插針法確定入射光線和折射光線后，測得的入射角不受影響，光線和折射光線后，測得的入射角不受影響，但測得的折射角比真實
12、值偏大，因此測得的但測得的折射角比真實值偏大，因此測得的折射率偏小折射率偏小【答案】【答案】(1)不變不變(2)偏小偏小【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】折射率測得準確與否取決于折射率測得準確與否取決于所畫光路所代表的傳播方向是否準確，相應所畫光路所代表的傳播方向是否準確，相應地所測入射角及折射角是否準確，分析問題地所測入射角及折射角是否準確，分析問題時抓住了這個基本原則，也就找到了分析問時抓住了這個基本原則，也就找到了分析問題的正確途徑題的正確途徑創(chuàng)新實驗創(chuàng)新實驗學校開展研究性學習，某研究小組的學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據(jù)所學的光學知識，設計了一個測量液體同學根據(jù)所學的光學知識，設計了一個
13、測量液體折射率的儀器，如圖折射率的儀器，如圖12410所示所示在一圓盤上，過其圓心在一圓盤上，過其圓心O作兩條互相垂直的直徑作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭上，垂直盤面插下兩枚大頭針針P1、P2并保持并保持P1、P2位置不變，每次測量時位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得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液面與直徑BC相平，相平，EF作為界面的法線，而后作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周的像，并在圓周圖圖12410上插上大頭針上插上大頭針P3，使，使P3正好擋
14、住正好擋住P1、P2，同，同學們通過計算，預先在圓周學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：可直接讀出液體折射率的值，則：(1)若若AOF30，OP3與與OC的夾角為的夾角為30，則則P3處所對應的折射率的值為處所對應的折射率的值為_(2)圖中圖中P3、P4兩位置哪一處所對應的折射率兩位置哪一處所對應的折射率值大？值大？答：答：_.(3)作作AO的延長線交圓周于的延長線交圓周于K，求，求K處所對應處所對應的折射率值應為的折射率值應為_【答案】【答案】(1)1.73(2)P4(3)1
高三物理總復習 實驗13 測定玻璃的折射率課件 魯科版
