4.1.2測(cè)量玻璃磚的折射率課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性

第四章

光.2光的折射——測(cè)定玻璃的折射率選擇性必修第一冊(cè)知識(shí)回顧1、折射定律內(nèi)容是什么？2、如何計(jì)算介質(zhì)的折射率？1．測(cè)定玻璃的折射率。2．學(xué)會(huì)用插針法來確定光路。一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹慷ⅰ緦?shí)驗(yàn)器材】梯形玻璃磚長(zhǎng)方形玻璃磚大頭針圖釘白紙直尺、量角器木板三、【實(shí)驗(yàn)原理】光以一定角度從空氣射入玻璃磚后再射出，它的光路圖是怎樣的？在草稿紙上畫出光路圖。交流討論ABDCir

實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)哪些物理量？如何測(cè)量？交流討論-8-8三、【實(shí)驗(yàn)原理】如圖所示,通過插針法找出跟入射光線對(duì)應(yīng)的出射光線,從而找出折射光線和折射角θ2,再根據(jù)n=求出玻璃的折射率。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.把白紙鋪在塑料板上。97.改變?nèi)肷浣?重復(fù)實(shí)驗(yàn)。2.在白紙上畫一直線aa'作為界面,過aa'上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN',并畫一條線段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?！螦ON為入射角,∠O'ON'為折射角。五、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θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。當(dāng)θ1太大時(shí),反射光較強(qiáng),出射光較弱;當(dāng)θ1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)作尺子畫界線。4.實(shí)驗(yàn)過程中,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。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)大一些,可以減小測(cè)量的相對(duì)誤差。11七、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算法用量角器測(cè)量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角時(shí)的,并取平均值。2.作sinθ1-sinθ2圖象改變不同的入射角θ1,測(cè)出不同的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2圖象,由n=可知圖象應(yīng)為直線,如圖所示,其斜率為玻璃的折射率。113.輔助線段法4.單位圓法

1、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)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4.(1)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P3C.P3同時(shí)擋住P1、P2的像D.P4擋住P3及P1、P2的像(2)按(1)中的做法確定大頭針P3和P4的位置，請(qǐng)將光路圖補(bǔ)充完整，并在圖中標(biāo)出需要測(cè)量的量，則玻璃磚的折射率可表示為n＝______.(用圖中標(biāo)出的測(cè)量量表示)CD典例分析

2、在測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中:(1)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)插針的步驟如下(2)以通過P1、P2的直線與玻璃磚的交點(diǎn)O為圓心,以某一適當(dāng)長(zhǎng)度R為半徑畫圓,與OA交于A,與OO'的延長(zhǎng)線交于C,如圖所示,過A、C分別作玻璃磚界面的法線MN的垂線,圖中B、D分別為垂足,用刻度尺量得AB=45mm,CD=30mm,則玻璃磚的折射率為

。

A.在表示入射光線的AO上插上大頭針P1、P2;B.通過玻璃磚觀察P2、P1,調(diào)整視線,直到P1的像被P2的像擋住;C.再觀察一側(cè)插上大頭針P3、P4,記下P3、P4的位置。這位同學(xué)在操作中有什么重要疏漏?

插針時(shí)應(yīng)使P3擋住P1和P2的像,P4擋住P1、P2、P3的像

1.5典例分析3、在用插針法測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖中①和②所示，其中甲同學(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