第2節(jié) 實(shí)驗(yàn)-測定玻璃的折射率 高中物理教科版選擇性必修第一冊

第四章

光及其應(yīng)用第2節(jié)

實(shí)驗(yàn)：測定玻璃的折射率_________________________________________________________________________________________________________________________________1.通過實(shí)驗(yàn)測定玻璃的折射率，了解測定折射率的方法.2.通過實(shí)驗(yàn)操作，掌握插針法測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)過程和方法，明確實(shí)驗(yàn)中要注意的問題.3.會用平均值法、圖像法和單位圓法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因.情境導(dǎo)學(xué)

當(dāng)光以一定的入射角射入一塊截面為矩形的玻璃磚后，出射方向會發(fā)生平移，用一塊截面為矩形的玻璃磚、四枚大頭針、一張白紙、一把直尺、一個(gè)量角器可畫出入射光線和出射光線，并測量出入射角和折射角.新知課丨必備知識解讀知識點(diǎn)

測定玻璃的折射率必做實(shí)驗(yàn)

1

實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理

2

實(shí)驗(yàn)步驟

3

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

4

數(shù)據(jù)分析方法探考法

教材深挖深挖點(diǎn)

光的色散鏈接教材第100頁“發(fā)展空間”

2

折射時(shí)的色散圖4-2-1

圖4-2-2

3

各種色光的比較色光紅

橙

黃

綠

藍(lán)

靛

紫依次減小依次增大由真空進(jìn)入介質(zhì)后,頻率不變依次減小依次增大，偏折程度逐漸明顯.

.明考向·出題考法

ACE圖4-2-3

圖4-2-4【學(xué)會了嗎丨變式題】圖4-2-51.彩虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的，如圖4-2-5所示，圖中僅作出了紅光和紫光的光路，則下列說法正確的是(

)A

解題課丨關(guān)鍵能力構(gòu)建題型

測定折射率實(shí)驗(yàn)問題分析例2

在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：（1）如圖4-2-6所示，用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是(

)C圖4-2-6

（2）增大入射光線的入射角時(shí)，出射光線相對入射光線的偏移量將______（填“增大”或“減小”）.增大【解析】入射角越大，折射角越大，玻璃磚的厚度是不變的，偏移的距離等于磚的厚度與折射角正切值的乘積，所以偏移的距離就越大.（3）如果有厚度不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用厚度____（填“大”或“小”）的玻璃磚來測量.大【解析】玻璃磚的厚度越大，則光線通過玻璃磚的側(cè)移量越大，測量誤差越小，故如果有幾塊厚度不同的玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選厚度大的玻璃磚來測量.（4）在該實(shí)驗(yàn)中，光線是由空氣射入玻璃磚，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖線如圖4-2-7所示，從圖線可知玻璃磚的折射率是____.1.5

圖4-2-7用插針法測定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)1.在入射角一定的情況下（射入待測介質(zhì)），影響折射率測定的是折射角的測定，如果所測的折射角準(zhǔn)確，則測得的折射率準(zhǔn)確；若所測的折射角偏大，則測得的折射率偏小；若所測的折射角偏小，則測得的折射率偏大.玻璃磚平行移動，不影響折射角的測定.2.插針法的目的是找出玻璃磚內(nèi)的光路，其關(guān)鍵是確定入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，而入射點(diǎn)和出射點(diǎn)是利用插針后確定的直線與界面相交而得到的，故實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是插準(zhǔn)大頭針、畫準(zhǔn)玻璃磚邊界線，而與所選玻璃磚兩邊平行與否無關(guān).3.誤差分析玻璃磚擺放位置光路圖分析________________________________________________________________________________________________________玻璃磚向上平移稍許玻璃磚擺放位置光路圖分析________________________________________________________________________________________玻璃磚向下平移稍許續(xù)表玻璃磚擺放位置光路圖分析_______________________________________________續(xù)表玻璃磚擺放位置光路圖分析___________________________________________________________續(xù)表玻璃磚擺放位置光路圖分析__________________________________________入射角不變，折射角可能偏小，可能偏大，也可能不變，所以測得的折射率可能偏大、可能偏小，也可能不變.續(xù)表【學(xué)會了嗎丨變式題】2.在“測定玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：（1）為了取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，其中正確的是(

)CD

偏小圖4-2-8

圖4-2-9

考試課丨核心素養(yǎng)聚焦考情揭秘素養(yǎng)點(diǎn)擊基本考查點(diǎn)測定玻璃的折射率.通過用插針法測定玻璃的折射率，掌握該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，會用平均值法、圖像法、單位圓法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并會分析實(shí)驗(yàn)誤差，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?熱點(diǎn)及難點(diǎn)測定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和誤差分析.題型及難度以實(shí)驗(yàn)題為主，難度中等.高考中地位重要的實(shí)驗(yàn)之一.考向

考查測量玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)例3

（2023·廣東卷）某同學(xué)用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，實(shí)驗(yàn)過程如下：圖4-2-10（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界.

稍小一些

本題利用激光筆測量玻璃折射率，與教材中用插針法測量玻璃折射率實(shí)驗(yàn)的原理相似，考查考生的理解能力及知識遷移能力，要求考生在徹底理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，做到一通百通.【類題鏈接丨變式題】圖4-2-11

（1）請?jiān)趫D中畫出激光束經(jīng)玻璃磚折射后完整的光路圖；【答案】如圖所示

變小

類題2

（2024·安徽卷）某實(shí)驗(yàn)小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實(shí)驗(yàn).圖4-1-12（1）為測量玻璃的折射率，按如圖4-1-12所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以下表述正確的一項(xiàng)是___.（填正確答案標(biāo)號）

B（2）為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點(diǎn)入射到空氣與玻璃的分界面.保持相同的入射角，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出光路圖，并標(biāo)記紅光和綠光，如圖4-1-13甲所示.此實(shí)驗(yàn)初步表明：對于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān).頻率大，折射率____（選填“大”或“小”）.圖4-1-13大

【解析】

實(shí)驗(yàn)探究步驟具體內(nèi)容明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠貌遽樂y量玻璃的折射率分析實(shí)驗(yàn)原理折射率的定義式實(shí)驗(yàn)探究步驟具體內(nèi)容梳理實(shí)驗(yàn)過程續(xù)表實(shí)驗(yàn)探究步驟具體內(nèi)容基于證據(jù)得出結(jié)論由題圖甲可知，入射角相同，綠光的折射角小于紅光的折射角，根據(jù)光的折射定律可知，綠光的折射率大于紅光的折射率，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光的頻率，所以對于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)，頻率大，折射率大.續(xù)表

習(xí)題課丨學(xué)業(yè)質(zhì)量測評建議時(shí)間：15分鐘A

基礎(chǔ)練丨知識測評

BC

CD

圖甲圖乙3.（2025·重慶巴蜀中學(xué)月考）某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后，作出的光路圖及測量的相關(guān)角度如圖甲所示.（1）下列說法正確的是_____.BC

【解析】

選項(xiàng)分析正誤AB√C入射角適當(dāng)大些，折射角也會大些，折射現(xiàn)象較明顯，測量結(jié)果更準(zhǔn)確.√D（2）由于實(shí)驗(yàn)時(shí)忘了攜帶刻度尺、量角器等工具，該同學(xué)利用坐標(biāo)紙進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，他利用圖乙可以計(jì)算出玻璃磚的折射率為____.

不變

【答案】見解析

B

綜合練丨選考通關(guān)建議時(shí)間：25分鐘5.新生活實(shí)際（2025·湖北省新八校協(xié)作體月考，多選）昏暗路段一般會安裝反光道釘用于指引道路，其內(nèi)部由多個(gè)反光單元組成.如圖所示，當(dāng)來車的一束燈光以某一角度射向反光單元時(shí)，其中ACA.經(jīng)反光單元反射后的出射光線與入射光線平行B.經(jīng)反光單元反射后的出射光線與入射光線會相交C.不同顏色的光在反光單元中的傳播速度不同D.不同顏色的光在反光單元中的傳播光路相同

6.［教材第100頁“自我評價(jià)”