測定玻璃磚折射率誤差的分析

1、測定玻璃磚折射率誤差的分析湖北應(yīng)城一中何飛432400測定玻璃磚折射率是高中物理選修模塊幾何光學(xué)中考查的實驗，該實驗操作并不復(fù)雜，但是學(xué)生在實驗中不細(xì)心，對實驗理論掌握不透徹等因素的影響，造成實驗誤差的現(xiàn)象比比皆是.由于本實驗中先要畫出與玻璃磚等寬的平行邊界線，然后將玻璃磚放入平行界線中間，并且在后面的實驗過程中玻璃不能移動，所以玻璃磚的移動是造成本次實驗誤差的重要因 素，學(xué)會如何分析這些原因的形成，有利于指導(dǎo)我們的實驗本文從折射率的定義出發(fā)，通過詳細(xì)的作圖分析，深入挖掘形成誤差的原因并總結(jié)規(guī)律一、偏大型一條邊界線與玻璃磚上表面對齊，另一條邊界線沒有對齊玻璃磚的下表面，使得兩邊界線寬度小于玻璃

2、磚的厚度作圖1分析如下：PP3、P4是用插針法畫出的出射光線，交玻璃磚的下表面于Oi，交所畫界線bb于02，則Oi點為真實的出射光線和玻璃磚的交點，02為出射光線和所畫有誤界線的交點。連接OiO2，則光線OiO2為真實的折射光線，光線 002是實驗者認(rèn)為的折射光線，實則為有誤 差的折射光線所以2為真實的折射角，ri為有誤差的折射角由折射率的定義:sin isin r2_ sin i n測二sin r111ri : Dsin ri : sin a即測量結(jié)果偏大圖2圖3如圖2所示，上邊界aa畫得低于玻璃磚的上表面，致使 aa和bb的間距小于玻璃磚的 厚度；如圖3所示，上邊界aa畫得低于玻璃磚的上表

3、面，同時下邊界bb畫得高于玻璃磚的下表面，致使aa和bb的間距也小于玻璃磚的厚度。在這兩種情況中，測量結(jié)果均偏大二、偏小型一條邊界線與玻璃磚上表面對齊，另一條邊界線沒有對齊玻璃磚的下表面，使得兩邊界線寬度大于玻璃磚的厚度作圖4分析如下:圖4P3、P4是用插針法畫出的出射光線，Oi是出射光線和界線 bb的交點，反向延長與玻璃磚下表面的交點為001為有誤差的折射光線,線ri為有誤差的折射角,由折射率的定義可知:sin in真=sin r2T D : risin r2 : sin ri-n測:-n真即測量結(jié)果偏小02,連接00 1和00 2,則光光線002為真實的折射r2為真實的折射角_ sin i

4、 門測二 sin r.如圖5所示，上邊界aa畫得高于玻璃磚的上表面，致使aa和bb的間距大于玻璃磚的厚度；如圖6所示，上邊界aa畫得高于玻璃磚的上表面，同時下邊界bb畫得低于玻璃磚的下表面，致使aa和bb的間距也大于玻璃磚的厚度 在這兩種情況中，測量結(jié)果均偏小 、不變型雖然在實驗過程中，所作的界線aa與bb沒有與玻璃磚的上下表面對齊，但界線aa與bb之間的距離仍等于玻璃測量結(jié)果將與真實值相等，測析如下：磚的厚度，此時得到的量結(jié)果不變作圖7分02、04為入射光線PlP2延長線和出射光線 P3P4與上下邊界的交點，03、01為出射光線P3P4的反向延長線和入射光線P1P2與玻璃磚上下表面的交點，入

5、射角為i，真實的折射角為ri，有誤差的折射角為r2. O1O3為真實的折射光線，O2O4為有誤差的折射光線.由于aa 與bb之間的距離等于玻璃磚的厚度，故：O1O2平行且等于 O3O4,所以四邊形 O1O2O4O3為平行四邊形.O1O3/O2O4，即：ri=r2.由折射率的定義知：sin isin in真=n測二sin r1sin r2V sin ri 二 sin r2真二n測即測量結(jié)果與真實值相等可見，不論在實驗過程中邊界線如何畫，若上下界線上的入射點和出射點間距離小于玻璃磚厚度，測量結(jié)果就大于真實值；若上下界線上的入射點和出射點間距離大于玻璃磚厚度， 測量結(jié)果就小于真實值； 若上下界線上的入射點和出射點間距離等于玻璃磚