高中物理 第13章 实验：测定玻璃的折射率课件 新人教版选修3-4

高中物理 第13章 实验：测定玻璃的折射率课件 新人教版选修3-4

实验：测定玻璃的折射率 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 实 验 ： 测 定 玻 璃 的 折 射 率 课标定位 学习目标：1.掌握测定玻璃折射率的原理． 2．学会插针测定玻璃的折射率． 重点难点：1.折射光线的确定． 2．实验的正确操作及减小误差的方法 课前自主学案 图13－1－17 三、实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量 角器、三角板(或直尺)、铅笔． 四、实验步骤 1．用图钉把白纸固定在木板上． 2．在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的界面， 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．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边 跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一长边bb′. 4．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2. 5．在玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2 的像，调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住； 再在bb′一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住 P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身． 6．移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分 别记下它们的位置．过P3、P4作直线O′B交bb′于O′， 连结O、O′，OO′就是玻璃砖内折射光线的方 向,∠AON为入射角θ1，∠O′ON′为折射角θ2. 一、数据处理的其他方法 1．在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为 圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点， 与OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别 向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和 DD′的长，如图13－1－18所示． 图13－1－18 核心要点突破 图13－1－19 二、注意事项 1．实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动． 2．用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃的毛面或棱， 不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画 玻璃砖的另一边bb′. 3．大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧 的两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大 一些，以减小确定光路方向时造成的误差． 4．实验时，入射角θ1不宜过小，否则会增大测量角 度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折 射光线太弱． 5．为减小实验误差，要改变入射角，重复实验,所以 应将每次实验所得的插孔进行编号,以免造成混乱． 6．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽 度太小，则测量误差较大． 课堂互动讲练 测定玻璃的折射率 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，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、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、 P2的像，在纸上标出大头针位置和三棱镜轮廓，如 图13－1－20所示． 图13－1－20 (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 ____________，在图上标出它们且标出传播方 向． (3)计算折射率的公式是n＝________. 【思路点拨】　连结P1P2、P3P4作出入射光线 和出射光线，最后作出三棱镜内部的折射光线， 根据折射定律求出玻璃的折射率． 【方法总结】　用插针法测玻璃的折射率不受玻璃 砖两侧面是否平行的限制，只要通过插针法能作出 光线的入、出射方向和相应界面，最后作出内部的 折射光线，即可根据折射定律求出玻璃的折射率． 数据处理与误差分析 如图13－1－22所示，某同学用插针法测定 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 图13－1－22 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，连结OP3. 图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD 均垂直于法线并分别交法线于A、D点． (1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度 为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖 的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃 砖的折射率可表示为n＝________. (2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为 圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折 射率将______(选填“偏小”、“偏大”或“不 变”)．