2024_2025学年新教材高中物理第4章光1.光的折射第2课时实验测量玻璃的折射率课件新人教版选择性必修第一册.pptxVIP

;学习目标;;一、实验目的

测玻璃砖的折射率。

二、实验思路

插两针(两点)确定一直线(光线)

用“插针法”确定入射光线和相应的出射光线,就能在玻璃砖中画出对应的折射光线,用量角器测出入射角θ1和折射角θ2,根据折射定律

入射角适当大一些但不宜过大

计算出玻璃的折射率

三、实验器材

两面平行的玻璃砖,大头针,白纸,刻度尺或三角板,量角器,图钉等。;四、实验步骤

1.如图所示,将白纸用图钉钉在平木板上。

2.在白纸上画出一条直线aa作为界面(线),过aa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aa对齐,画出玻璃砖的另一边bb。;4.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向直到P2的像挡住P1的像,再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像,记下P3、P4的位置。保证入射光线和折射光线的对应性

5.移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所在处作直线OB与bb交于O,直线OB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θ1=∠AON,折射角θ2=∠OON,用量角器量出入射角和折射角。

7.改变入射角重复实验。;五、数据处理

1.计算法:通过测量入射角和折射角,得出入射角和折射角的正弦值,再代入

中求多次不同入射角时n的值,然后取其平均值,即为玻璃砖的折射率。

2.图像法:求出多组对应的入射角与折射角的正弦值,作出sinθ1-sinθ2图像,由可知图像应为直线,如图所示,其斜率为折射率。;3.单位圆法:在不使用量角器的情况下,可以用画单位圆法。;六、实验误差

1.入射光线和出射光线画得不够精确。因此,要求插大头针时两大头针间距应稍大些。

2.入射角、折射角测量不精确。减小测角时的相对误差的方法:

①入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱;②玻璃砖的宽度宜选5cm以上的。;易错辨析

(1)在做用插针法测量玻璃的折射率的实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。()

(2)用插针法测量玻璃的折射率实验中,入射角θ1大一些可以减小测量角度的误差,故θ1越大越好。()

(3)用插针法测量玻璃的折射率实验中,操作时,手不能触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。()

(4)用插针法测量玻璃的折射率实验中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。

()

(5)用插针法测量玻璃的折射率实验中,玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5cm以上。若宽度太小,则测量误差较大。();;;(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中,已确定好入射方向AO,插了两枚大头针P1和P2,如图所示(①②③是三条直线)。在以后的操作说法中,你认为正确的是。?

A.在bb侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在③线上

B.保持O点不动,减小入射角,在bb侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在①线上;解析(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa和bb不平行,不会影响入射角和折射角的确定;乙同学将玻璃砖向aa方向平移了少许,直线aa、bb之间的距离仍然等于玻璃砖的厚度,入射角和折射角的大小不变;丙同学在白纸上画aa和bb间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些,使画出的入射点向左移,出射点向右移,所画的折射角比实际值大,算得的折射率将偏小。;对点演练

1.(2024山东新泰一中期末)如图所示,某同学欲用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3。图中MN为界面,虚线半圆与玻璃砖对称,;;解析(1)图(a)所示的光路图如图甲所示

作出的折射光线如图中①线所示,②线表示实际光线,入射角和折射角都不变,则由折射定律可知,折射率不变。;对点演练

2.(2024江西南昌一中高二月考)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材:玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。

(1)下列措施能够提高实验准确程度的有;?

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些;(2)该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个