第1節(jié) 第2課時 實驗：測量玻璃的折射率

4．在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調整視線方向直到P2的像擋住P1的像。再在觀察者一側豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。5．移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線O′B與bb′交于O′，直線O′B就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向，連接OO′，線段OO′代表了光線在玻璃磚內的傳播路徑。

誤差分析

產生原因減小方法偶然誤差入射、折射光線畫不精確兩大頭針間距適當大些入射角、折射角測不準入射角適當大些二、他版教材實驗方案(一)魯科版教材實驗方案

[差異解讀](1)用水代替玻璃。(2)用激光發(fā)出的光代替插針法對光線的確定(二)粵教版教材實驗方案

[差異解讀](1)用半圓形玻璃磚代替平行玻璃磚。(2)用激光發(fā)出的光代替插針法對光線進行確定。(3)用帶角度的背景板取代量角器。[典例1]在“測量玻璃的折射率”實驗中：(1)為了取得較好的實驗效果，下列說法正確的是________。A．必須選用上下表面平行的玻璃磚B．選擇的入射角應盡量小些C．大頭針應垂直地插在紙面上D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些實驗原理與操作(2)A同學在畫界面時，不小心將兩界面aa′和bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖甲所示，則他測得的折射率________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(3)B同學在量入射角和折射角時，由于沒有量角器，在完成了光路圖以后，以O點為圓心，OA為半徑畫圓，并延長OO′交圓于C點，過A點和C點作垂直于法線的直線分別交于B點和D點，如圖乙所示，則他只需要測量______________，就可求出玻璃的折射率n＝________(用所測量的物理量表示)。[解析]

(1)插針法測量折射率時，玻璃磚上下表面不一定要平行，故A錯誤；為了減小測量的相對誤差，選擇的入射角應盡量大些，效果會更好，故B錯誤；為了準確確定入射光線和折射光線，大頭針應垂直地插在紙面上，故C正確；大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當大些時，相同的距離誤差，引起的角度誤差會減小，效果會好些，故D正確。(1)選擇玻璃磚時寬度宜大些，這樣可以減小確定光路方向時出現(xiàn)的誤差，提高測量的準確度。(2)實驗中一旦玻璃磚所定的界面線aa′、bb′畫好后，放置的玻璃磚就不要隨便移動，如果玻璃磚斜向移動，測得的折射率一定變化。如果稍微上下平移了玻璃磚，對測量結果沒有影響。[典例2]在“測量玻璃的折射率”實驗中，某同學正確操作插好了4枚大頭針，如圖甲所示。數(shù)據處理和誤差分析

(1)在圖乙中畫出完整的光路圖。(2)對畫出的光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率n＝________(保留三位有效數(shù)字)。(3)為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學做了兩次實驗，經正確操作插好了8枚大頭針，如圖丙所示。圖中P1和P2是同一入射光線上的2枚大頭針，其對應出射光線上的2枚大頭針是P3和________(填“A”或“B”)。(1)利用題目提供的方格紙可計算三角函數(shù)的正弦值，進而根據折射率計算公式計算折射率。(2)對于質地均勻的玻璃磚而言，如果光線的入射邊界和出射邊界平行，那么入射光線和出射光線平行。1．[實驗器材的創(chuàng)新]用圓弧狀玻璃磚做測量玻璃折射率的實驗時，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側觀察，調整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側依次插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫出經過P1、P2點的入射光線。創(chuàng)新考查角度和創(chuàng)新思維(1)在圖上補畫出所需的光路。(2)為了測出玻璃的折射率，需要測量入射角i和折射角r，請在圖中的AB分界面上畫出這兩個角。(3)用所測物理量計算折射率的表達式為n＝______。(4)多次改變入射角，測得幾組入射角和折射角，根據測得的入射角和折射角的正弦值，畫出如圖乙所示的圖像，由圖像可知該玻璃的折射率n＝__________。2．[實驗器材、實驗數(shù)據處理的創(chuàng)新]某同學測量玻璃的折射率，準備

了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃

磚。如圖所示，直尺

與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個光點，讀出OA間的距離為20.00cm，AB間的距離為6.00cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離為d1＝10.00cm，玻璃磚厚度d2＝4.00cm。此玻璃的折射率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，結果均保留兩位有效數(shù)字)。答案：1.2

2.5×1081．在“測量玻璃的折射率”實驗時，(1)下列做法正確的是________。A．入射角越大，誤差越小B．在白紙上放好玻璃磚后，用鉛筆貼著玻璃磚的光學面畫出界面C．實驗時既可用量角器，也可用圓規(guī)和直尺等工具進行測量D．判斷像與針是否在同一直線上時，應該觀察大頭針的頭部(2)小明同學經正確操作后，在紙上留下四枚大頭針的位置P1、P2、P3和P4，AB和CD是描出的玻璃磚的兩個邊界，如圖所示，請畫出光路圖。答案：(1)C

(2)見解析圖2．用“插針法”測量透明半圓柱形玻璃磚的折射率，O為玻璃磚截面的圓心，使入射光線跟玻璃磚的平面垂直，下面4個圖中P1、P2、P3和