實(shí)驗(yàn)《測量玻璃的折射率》之歐陽家百創(chuàng)編

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1、歐陽家百創(chuàng)編 《測量玻璃的折射率》學(xué)習(xí)材 歐陽家百(2021.03.07) 【教學(xué)目的】 1. 測定一塊玻璃磚的折射率； 2. 驗(yàn)證光的折射定律。 【實(shí)驗(yàn)器材】 1塊矩形玻璃磚、刻度尺、量角器、1張8開白紙、4 枚大頭針、1塊木板、鉛筆 【實(shí)驗(yàn)原理】 用兩廂平行的玻璃磚來測定玻璃的折射率。當(dāng)光線 斜入射進(jìn)入兩⑥平行的玻璃磚時(shí)，從玻璃磚射出的光 有一定得側(cè)移。只要我們找出跟某一 線的傳播方向是不變的，出射光線跟入射光線相比只 入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線，就能求出 在玻璃中對(duì)應(yīng)的折射光線，從而求出 折射角。再根據(jù)折射定律，就可以求 出玻璃的折射率n=sin^7sin^o

2、歐陽家百創(chuàng)編 插針法確定光路的基本原理：當(dāng)后兩枚大頭針與 前兩枚大頭針在玻璃中的虛像處于同一視線上時(shí)，四 枚大頭針處于同一光路上。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1、 把白紙用圖釘固定在木板上。 2、 在白紙上畫一條直線加作為界⑥（如圖所示），過加 上一點(diǎn)。作垂直于加的直線NN'作為法線，過。點(diǎn)畫 —條入射光線A。，使入射角，適當(dāng)大些。 3、 在AO線上豎直地插兩枚大頭針人、P、,在白紙上放 上被測玻璃磚，使玻璃磚的一個(gè)廂與加重合。 4、 沿玻璃磚的另一側(cè)面畫一條直線加。 5、 在玻璃磚的場一側(cè)白紙上豎直地立一枚大頭針化 調(diào)整視線，同時(shí)移動(dòng)人的位置，使出恰好能同時(shí)擋住 人、人的像，把大頭針A豎直

3、插在此時(shí)位置。 6、 同樣，在玻璃磚場一側(cè)再豎直地插一枚大頭針化 使巴能擋住人本身，同時(shí)也擋住人的像。 7、 移去玻璃磚，拔去大頭針，過人、乙做一條直線 BO,交朋于O點(diǎn),連接OO, OO'就是入射光線AO在玻 璃磚內(nèi)的折射光線，折射角為 歐陽家百創(chuàng)編 8、 用量角器量出入射角，和折射角廣的大小。 9、 改變?nèi)肷浣?，，重?fù)上廂的步驟再三、四次。 10、 算出不同入射角時(shí)，11 =sini/sin f的值，求出幾次 實(shí)驗(yàn)中〃的平均值就是玻璃的折射率。（或圖像法求折 射率:用sin，表示縱坐標(biāo)，用siz表示橫坐標(biāo)，則圖線 的斜率就是玻璃的折射率。） 注：遇到通過作圖判斷兩個(gè)量的關(guān)系的

4、方法（不是線 性關(guān)系的，化成線性關(guān)系）； 【記錄數(shù)據(jù)】 1 2 3 入射角j 折射角廠 sin， sin廠 n =sin Vsinr 【注意事項(xiàng)】 1、 玻璃磚應(yīng)選擇寬度較大的（一般要求5cm以上），以 減小確定光路方向時(shí)出現(xiàn)的誤差，提高測量的準(zhǔn)確 度。 2、 操作時(shí)不要用手觸摸玻璃磚的光滑光學(xué)⑥，更不能 把玻璃磚界直當(dāng)尺子畫界線，以免損壞玻璃磚的光學(xué) 歐陽家百創(chuàng)編 表廂。（先在白紙上畫直線作為玻璃磚的界面，再畫 玻璃磚的號(hào)一界廁時(shí)，對(duì)齊玻璃磚的號(hào)一長邊，用大 頭針確定兩點(diǎn)，并以此兩點(diǎn)畫直線加作為玻璃磚

5、的啟 —界面。） 3、 大頭針應(yīng)垂直地插在紙上，同側(cè)兩針之間的距離要 稍大些； 4、 入射角應(yīng)在30。?75。范圍內(nèi)取值較好。入射角過 小，折射角更小，?測量相對(duì)誤差增大；入射角過大， 導(dǎo)致反射光太強(qiáng)，折射光太弱，像不清楚，不易觀 察，很難確定A、△的位置。 5、 為檢驗(yàn)光路是否正確，可分別從兩個(gè)側(cè)廁看對(duì)廂的 象杲否在同一光路上。 6 6、 實(shí)驗(yàn)中，一旦玻璃磚寬度所定的界廂 加和場畫好后，放置的玻璃磚就不要隨 便移動(dòng)。如果稍微上下平移了玻璃磚，則 對(duì)測量結(jié)果沒有影響,其光路圖如圖所 示，如果玻璃磚稍微傾斜移動(dòng)，則測得的折射率肯定 發(fā)生變化。 歐陽家百創(chuàng)編 7、 如果插針人的連線過

6、分傾向玻璃磚右 側(cè)，且入射角又大于某一數(shù)值，會(huì)出現(xiàn)隔著 玻璃磚沿°、人方向觀察不到人、'兩插針的 情況，此時(shí)的光路圖如圖所示，遇到這種情 況，可將玻璃磚沿界面向右平移 8、 本實(shí)驗(yàn)不要求玻璃磚的兩個(gè)界面保持平行。若界面 不平行，僅會(huì)改變從玻璃磚內(nèi)出射光線的方向，對(duì)入 射界⑥兩側(cè)的光路沒有影響，照樣能測得其折射率。 【思考題】 1、 如果實(shí)驗(yàn)室未配備量角器，而杲給了刻度尺和圓 規(guī)，那么可以怎么測量？ （將角度轉(zhuǎn)換成長度比） 2、 如果玻璃磚不是梯形，而杲半圓型、圓形或三角 形，那么可以怎么測量？ （只要能作出光路就可以） 3、 在本實(shí)驗(yàn)中的光路中你還發(fā)現(xiàn)了什么？（出射光與 入射光平

7、行）該如何解釋這一現(xiàn)象？（光路可逆） 【鞏固練習(xí)】 歐陽家百創(chuàng)編 1、在測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)一塊兩廁平行的 玻璃磚，用“插針法''找出與入射光線對(duì)應(yīng)的出射光 線。現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別做出如圖的四 X X X X X X > X X X X X x X X 甲 乙 丙 T 組插針結(jié)果。（1）從圖上看，肯定把針插錯(cuò)了的同學(xué)杲 乙.⑵從圖上看，測量結(jié)果準(zhǔn)確度最高的同學(xué)是丄_ 2. （06江蘇高考）在用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí) 驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界bb， 與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③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，且均以必'、力為界 面畫光路圖。則甲同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比』 小 （填“偏大"、“偏小'或“不變"）。乙同學(xué)測得的折 射率與真實(shí)值相比 不變 （填“偏大”、“偏小”或還 變”）o丙同學(xué)測得的折射率與真實(shí)值相比』W 大、可能偏小、可能不變。