选修3-4《实验：测定玻璃的折射率》教学案选修3-4《实验：测定玻璃的折射率》教学案.docVIP

实验 测定玻璃的折射率 考情分析 考试大纲 考纲解读 实验十四：测定玻璃的折射率 二、考点知识梳理 (一)实验目的。 (二)实验原理 本实验是利用“插针法”来确定光路。具体的讲是，用“插针法”来确定两个界面的入射光线和出射光线，如图中和，由入射光线与界面交于图中O点即入射点，出射光线与界面交于图中点即为出射点，连接即是光在玻璃砖内的折射线，过O点作出法线，用量角器量出入射角i和折射角r，如图所示，利用，求出n (三)实验器材 玻璃砖，白纸，木板，大头针，图钉，量角器，三角板，铅笔。 将白纸用图钉按在绘图板上. 在白纸’作为界面(线)，过’上的一点画出界面的法线’，并作为入射光线. 把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长’对齐，画出玻璃砖的另一边’. 4.在直线上竖直插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，调整视线方向，直到档住的像.再在观察的这一侧插两枚大头、，使档住、的像，档住及、的像，记下、的位. 5 .移去大头针和玻璃砖，过、所在处作直线’，与’交于’，直线’就代表了沿方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向. 连接’，射角，折射角’ .用量角器量出入射. 7.用上述方法分别求出入射角分别为30、45、60时的折射角，查出它们. 8.算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均. （二）、注意事项： 1.实验时，尽和之间、与点之与之间、与’之间距离要稍大一些. 入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差.但入射角不宜太大，. 3.在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面.更不能用玻璃砖界面代替. 4.在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变. 玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm以上.若宽度太小，则测量误差较. （三）、其他数据处理此实验是通过测量入射角和折射角，然后中求玻璃的折射率.除运用此方法之外，还有以下处 在找到人射光线和折射光线以为圆心，以任意长为半径画圆，分别交于点，与’(或’的延长线)交于、两点分别向作垂线，交于’、 ’，用直尺量出’和’的长.如图所示. 由于， 而CO=DO所以折射率 重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率. 2.根据折射定律可得 因此有 在多次改变入射角、测量相对应的入射角和值为横坐标以所示.描. 求解图线斜率，设斜率为，则. 故玻璃砖折射率.确定入射光线和出射光线时存在误差. 2.测量入射角和折射角时存在测量误差. [例题]用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2.然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。 (1)在本题的图上画出所需的光路； (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是__________和__________，在图上标出它们； (3)计算折射率的公式是n=__________。 (1)如图所示，画出通过P1和P2、P3和P4的光线，分别与AC、AB边交于O、O′点，连结OO′。 (2)过O点作AC的法线，标明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，测出入射角θ1和折射角θ2(或线段EF、OE、GH、OG的长度)。 (3)n=(或n==/=·，若作图时取OG=OE，则n=，可以简化计算)。 【变式训练】用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，某同学画好玻璃砖的界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向上平移了一些，如图实14-6所示，而实验的其它操作均正确，则测得的折射率将( ) .偏大 .偏小 .不变 .无法确定 解析：该同学确定好了四枚大头针的位置以后，把玻璃砖移走，是按原来画好的两个界面和作光路图的，如图实14-7所示，入射点为，出射点为，即他认为玻璃砖内的折射光线是。而由于做实验过程中，把玻璃砖线上平移到了如图所示的位置上，入射到玻璃砖上表面的光线其实在玻璃砖上表面的点就发射了折射，玻璃砖内的折射光线其实是沿方向的，出射点为。由几何知识可以证明，、、和四个点正好构成一个平行四边形，即和是平行的，则对于玻璃砖折射率的计算结果是没有影响的，所以答案为。 命题解读：这其实就是一个实验误差的分析问题，用到了光的折射和几何知识。同样的方法可以分析，放置玻璃砖时如果倾斜了，误差将会是怎样的？ 四、考能训练 A 基础达标 1.测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是(??? )A.玻璃砖的宽度应大些B.入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针、及、之间的距离应适当大些.某同学用插针法测定玻璃的