(创新的设计)2014—2015学年高中物理4-2实验探究-测定玻璃的折射率演示课件教科版选择修读3—4.pptVIP

[目标定位]　1.通过实验了解平行玻璃砖的光学性质.2.会用“插针法”测定玻璃的折射率． 一、实验器材 两对面 的玻璃砖一块、 、白纸一张、直尺一把或三角板一个、量角器一个． 二、实验原理 一、实验步骤 1. 如图4－2－2所示，将白纸用图钉钉在平木板上． 2．在白纸上画出一条直线EE′作为两种介质的分界面，过EE′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线． 3．把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟EE′对齐，画出玻璃砖的另一边FF′. 4．在直线AO上竖直插上两枚大头针G1、G2，透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像，调整视线方向直到G2的像挡住G1的像．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针G3、G4，使G3挡住G1、G2的像，G4挡住G3本身及G1、G2的像，记下G3、G4的位置． 5．移去大头针和玻璃砖，过G3、G4所在处作直线O′B与FF′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向． 6．连接OO′，入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′，用量角器量出i和r，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中． 7．用上述方法测出入射角分别为15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中． 【例1】　在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作，插好了4枚大头针P1、P2和P3、P4，，如图4－2－4所示． (1)在坐标线上画出完整的光路图，并标出入射角i和折射角r； (2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留二位有效数字)． 解析　(1)据光线通过平行玻璃砖，经玻璃砖折射，入射光线和折射光线将保持平行，那么将入射光线P1P2与玻璃砖上边界的交点作为入射点，过入射点作上边界的垂线作为法线，则可作出入射角i，将出射光线P3P4与玻璃砖下边界的交点作为出射点，将入射点与出射点用一直线连接，这一直线就是折射光线，即可作折射角r. 答案　(1)如图所示　(2)1.4 针对训练　某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图4－2－5所示．用刻度尺量得OB＝8 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________. 答案　1.5 二、实验注意事项 1．实验中，玻璃砖在纸上位置不可移动． 2．不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用． 3．大头钉应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方向时造成的误差． 4．实验中入射角不宜过小，否则会使测量误差大，也不宜过大． 5．本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光和入射光不平行，同样能测出折射率． 【例2】　在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图4－2－6①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′，bb′为界面画光路图，则甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 丙同学测得的折射率与真实值相比_________________________ _______________________________________________． 解析　用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变． 答案　偏小　不变　可能偏大、也可能偏小、还可能不变 * 第2讲　学生实验：测定玻璃的折射率 预习导学 课堂讲义 对点练习 * 第2讲　学生实验：测定玻璃的折射率 预习导学 课堂讲义 对点练习 高中物理·选修3-4·教科版 第四章　光的折射 4.2 实验探究：测定玻璃的折射率 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose