江蘇省溧陽(yáng)市高二物理上學(xué)期 光學(xué) 實(shí)驗(yàn) 測(cè)定玻璃的折射率學(xué)案 新人教版.doc

高二物理選修實(shí)驗(yàn)(2)：測(cè)定玻璃的折射率【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】1.實(shí)驗(yàn)原理：如圖所示，abcd為兩面平行的玻璃磚，光線的入射角為,折射角為,根據(jù) ，可以計(jì)算出玻璃的折射率n。2.實(shí)驗(yàn)中，我們用什么方法確定入射光線和折射光線？【實(shí)驗(yàn)步驟】1.用圖釘把白紙固定在木板上.2.在白紙上畫一條直線aa作為界面,并取aa上的一點(diǎn)o為入射點(diǎn)，作過(guò)o的法線nn。3.畫出線段ao作為入射光線，并在ao上插上p1、p2兩根大頭針。4.在白紙上放上玻璃磚，使其中一個(gè)長(zhǎng)邊與直線aa對(duì)齊，并畫出另一條對(duì)齊線bb。（思考如何畫bb）5.通過(guò)玻璃磚觀察并調(diào)整視線方向，使p1的像被p2的像擋住，然后在觀察一側(cè)插上大頭針p3，使p3擋住p1、p2的像，再插上p4，使p4擋住p3和p1、p2的像.6.移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針p3、p4的針孔位置確定出射光線ob及出射點(diǎn)o，連結(jié)o、o得線段oo.7.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 2.8.改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)，算出不同入射角時(shí)的 ，并取平均值。【注意事項(xiàng)】1.用手拿玻璃磚時(shí)，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學(xué)面，嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子畫玻璃磚的另一邊bb.2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動(dòng).3.大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上，且玻璃磚每?jī)擅洞箢^針p1與p2間、p2與o間、p3與p4間、p3與o間的距離應(yīng)大一點(diǎn)，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差.4.實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角不宜過(guò)小，否則會(huì)使測(cè)量誤差過(guò)大，也不宜過(guò)大，否則在bb一側(cè)將看不到p1、p2的像5.由于要多次改變?nèi)肷浣侵貜?fù)實(shí)驗(yàn)，所以入射光線與出射光線要一一編號(hào)，以免混亂.6.玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬度太小，則測(cè)量誤差較大.【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】次數(shù)入射角（,）折射角（）,123【鞏固訓(xùn)練】1.在做“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)（圖中虛線表示玻璃磚）（1）某同學(xué)在紙上正確畫出玻璃的兩個(gè)界面ab和cd時(shí)不慎碰了玻璃磚，使它向上平移了一些，如圖所示，其后的操作都正確.在畫光路圖時(shí)，將入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別確定在ab、cd上，則測(cè)出的折射率n將如何變化？（2）某同學(xué)為了避免筆尖接觸玻璃面，畫出的ab和cd都比實(shí)際側(cè)面向外側(cè)平移了一些，如圖所示，其后的操作都正確.但在畫光路圖時(shí)，將入射點(diǎn)、出射點(diǎn)分別確定在ab、cd上，則測(cè)出的折射率n將如何變化？ （3）某同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩個(gè)界面ab、cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖所示，則測(cè)出的折射率n將如何變化？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.如圖用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，以下說(shuō)法正確的是： （1）p1、p2及p3、p4之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度.（2）p1、p2及p3、p4之間的距離取得小些，可以提高準(zhǔn)確度.（3）入射角1適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度.（4）p1、p2的間距，入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān).a.（1）（3） b.（2）（4）c.（3）（4） d.（1）（4）（ ）4.某同學(xué)做“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用他測(cè)得的多組入射角1與折射角2作出sin1sin2圖象如圖所示下列判斷中正確的是：a他做實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究的是光線從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象b玻璃的折射率為0.67 c玻璃的折射率為1.55.如圖所示，某同學(xué)由于沒(méi)有量角器，他在完成了光路圖以后，他以o點(diǎn)為圓心、10.00 cm為半徑畫圓，分別交射線oa于a點(diǎn)，交oo連線的延長(zhǎng)線于c點(diǎn)，過(guò)a點(diǎn)作法線nn的垂線ab交nn于b點(diǎn)，過(guò)c點(diǎn)作法線nn的垂線cd交nn于d點(diǎn)，用刻度尺量得ob8.00 cm，cd4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n_.6.如圖所示，一半圓形玻璃磚外面插上p1、p2、p3、p4四枚大頭針時(shí)，p3、p4恰可擋住p1、p2所成的像，則該玻璃磚的折射率n=_。7.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p1、p2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p3，使p3擋住p1、p2的像，連接op3.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l1，ao的長(zhǎng)度為l2，cd的長(zhǎng)度為l3，do的長(zhǎng)度為l4，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_(kāi)(2)該同學(xué)在插大頭針p3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”)8.由于實(shí)驗(yàn)室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a如圖所示，先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、ab作為三棱鏡的兩個(gè)界面，并在直線上標(biāo)出點(diǎn)o；b標(biāo)出p3、p4位置；c將三棱鏡放在白紙上，使短邊跟ab對(duì)齊，長(zhǎng)邊跟ab對(duì)齊；d在長(zhǎng)邊ab的外側(cè)透過(guò)三棱鏡觀察大頭針p1、p2的像，調(diào)整視線方向，直到p1的像完全被p2擋柱；e在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針p3、p4，使p3擋住p1、p2的像，p4擋住p1、p2的像和p3；f在o點(diǎn)作一垂直ab的線段oa，在oa上垂直地插兩枚大頭針p1、p2；g移去三棱鏡和大頭針，連接p3p4，交ab于o，過(guò)o點(diǎn)作與abh作光路圖，計(jì)算折射率n.(1)正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)開(kāi)(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出準(zhǔn)確完整的光路圖；(3)請(qǐng)根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，求出該玻璃的折射率n_.9.如圖所示，一個(gè)學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測(cè)定水的折射率，填寫下述實(shí)驗(yàn)步驟中的空白.（1）用_測(cè)出廣口瓶瓶口內(nèi)徑d.（2）在瓶?jī)?nèi)裝滿水