2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十五章 光學(xué) 電磁波 實(shí)驗(yàn)15 測(cè)定玻璃的折射率課件 新人教版.ppt

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實(shí)驗(yàn)15測(cè)定玻璃的折射率 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定玻璃的折射率 二 實(shí)驗(yàn)原理如圖所示 通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO1對(duì)應(yīng)的出射光線O2B 從而找出折射光線O1O2和折射角 2 再根據(jù)n 求出玻璃的折射率 三 實(shí)驗(yàn)器材木板 白紙 玻璃磚 大頭針 圖釘 量角器 刻度尺 鉛筆 四 實(shí)驗(yàn)步驟1 如圖所示 把白紙鋪在木板上 2 在白紙上畫(huà)一直線aa 作為界面 過(guò)aa 上的一點(diǎn)O畫(huà)出界面的法線NN 并畫(huà)一條線段AO作為入射光線 3 把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上 并使其長(zhǎng)邊與aa 重合 再用刻度尺畫(huà)出玻璃磚的另一邊bb 4 在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1 P2 5 從玻璃磚bb 一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1 P2的像 調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住 再在bb 一側(cè)插上兩枚大頭針P3 P4 使P3能擋住P1 P2的像 P4能擋住P3本身及P1 P2的像 6 移去玻璃磚 在拔掉P1 P2 P3 P4的同時(shí)分別記下它們的位置 過(guò)P3 P4作直線O B交bb 于O 連接O O OO 就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向 AON為入射角 O ON 為折射角 7 改變?nèi)肷浣?重復(fù)實(shí)驗(yàn) 五 數(shù)據(jù)處理1 計(jì)算法用量角器測(cè)量入射角 1和折射角 2 并查出其正弦值sin 1和sin 2 算出不同入射角時(shí)的 并取平均值 2 作sin 1 sin 2圖象改變不同的入射角 1 測(cè)出不同的折射角 2 作sin 1 sin 2圖象 由n 可知圖象應(yīng)為直線 如圖所示 其斜率為折射率 3 輔助線段法利用刻度尺作輔助線 測(cè)出輔助線的長(zhǎng)度大小 求玻璃的折射率 4 單位圓法 六 誤差分析1 入射光線 出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差 故在入射側(cè)和出射側(cè)所插兩枚大頭針的間距應(yīng)大一些 2 入射角和折射角的測(cè)量造成誤差 入射角應(yīng)適當(dāng)大些 可以減小測(cè)量的相對(duì)誤差 七 注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)時(shí) 應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上 且P1和P2之間 P3和P4之間 P2與O P3與O 之間距離要稍大一些 2 入射角 1不宜太大 接近90 也不宜太小 接近0 當(dāng) 1太大時(shí) 反射光較強(qiáng) 出射光較弱 當(dāng) 1太小時(shí) 入射角 折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大 3 操作時(shí) 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(dāng)作尺子畫(huà)界線 4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變 5 玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的 宜在5cm以上 若寬度太小 則測(cè)量誤差較大 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)原理與操作例1 2017 福建龍巖月考 在測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針 如圖甲所示 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 1 在圖丙中畫(huà)出完整的光路圖 丙 2 對(duì)你畫(huà)出的光路圖進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算 求得該玻璃磚的折射率n 保留三位有效數(shù)字 3 為了觀測(cè)光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象 某同學(xué)做了兩次實(shí)驗(yàn) 經(jīng)正確操作插好了8枚大頭針 如圖乙所示 圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針 其對(duì)應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和 選填 A 或 B 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 答案 1 見(jiàn)解析圖 2 1 53 1 50 1 56均正確 3 A解析 1 如下圖所示 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 3 光路圖如下圖所示 光線經(jīng)兩邊沿相互平行的玻璃磚 出射光線平行于入射光線 即MN P4B P1P2光線從棱鏡右邊側(cè)面射出向底邊偏折 如圖中P3A 所以填A(yù) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2 2016 四川卷 某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率n 如圖甲所示 O是圓心 MN是法線 AO BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑 該同學(xué)測(cè)得多組入射角i和折射角r 作出sini sinr圖象如圖乙所示 則 A 光由A經(jīng)O到B n 1 5B 光由B經(jīng)O到A n 1 5C 光由A經(jīng)O到B n 0 67D 光由B經(jīng)O到A n 0 67 答案 解析 1 2017 浙江模擬 在測(cè)定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中 在白紙上放好玻璃磚 aa 和bb 分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面 如圖所示 在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2 用 表示大頭針的位置 然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察 并依次插上大頭針P3和P4 在插P3和P4時(shí) 應(yīng)使 選填選項(xiàng)前的字母 A P3只擋住P1的像B P4只擋住P2的像C P3同時(shí)擋住P1 P2的像 答案 解析 2 2017 北京東城區(qū)期末 某同學(xué)利用 插針?lè)?測(cè)定玻璃的折射率 所用的玻璃磚兩面平行 正確操作后 作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示 1 此玻璃的折射率計(jì)算式為n 用圖中的 1 2表示 2 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 選填 大 或 小 的玻璃磚來(lái)測(cè)量 解析 1 光線由空氣射入玻璃的入射角i 90 1 折射角 90 2 磚對(duì)光線的影響可知 玻璃磚寬度越大 側(cè)移量越大 折射角的測(cè)量誤差越小 3 某同學(xué)測(cè)量玻璃磚的折射率 準(zhǔn)備了下列器材 激光筆 刻度尺 一面鍍有反射膜的平行玻璃磚 如圖所示 刻度尺與玻璃磚平行放置 激光筆發(fā)出的一束激光從刻度尺上的O點(diǎn)射向玻璃磚表面 在刻度尺上觀察到A B兩個(gè)光點(diǎn) 讀出OA間的距離為20 00cm AB間的距離為6 00cm 測(cè)得圖中刻度尺到玻璃磚上表面距離d1 10 00cm 玻璃磚厚度d2 4 00cm 則玻璃的折射率n 光在玻璃中傳播速度v m s 光在真空中傳播速度c 3 0 108m s 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 22 5 108解析 作出光路圖如圖所示 根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角i 45 折射