【物理】2018届人教版第11章实验17　测定玻璃的折射率教案

【物理】2018届人教版第11章实验17　测定玻璃的折射率教案

实验17　测定玻璃的折射率 ‎1．实验原理 如实验原理图1甲所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而求出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率．‎ 图1‎ ‎2．实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．‎ ‎3．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′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线NN′.‎ ‎(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针．‎ ‎(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′.‎ ‎(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像．‎ ‎(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′.‎ ‎(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.‎ ‎(8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值．‎ ‎1．数据处理 ‎(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的，并取平均值．‎ ‎(2)作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由n＝可知图象应为直线，其斜率为折射率．‎ ‎(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n.‎ 以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′.如实验原理图所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝＝.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长度就可以求出n.‎ ‎2．注意事项 ‎(1)用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，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′.‎ ‎(2)实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．‎ ‎(3)大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差．‎ ‎(4)实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb′一侧将看不到P1、P2的像．‎ ‎1．[实验原理与操作]在“测定玻璃折射率”的实验中 操作步骤如下：‎ ‎①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．‎ ‎②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．‎ ‎③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置．‎ ‎④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．‎ 上述操作步骤中存在严重的缺漏，应作的补充是 ‎_______________________________________________________________‎ ‎【解析】　步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb′，步骤④中应通过P3、P4的连线与bb′的交点O′和aa′上的入射点O，作出玻璃砖中的光线OO′.‎ ‎【答案】　步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一边bb′；步骤④中应通过P3、P4的连线与bb′的交点，作出玻璃砖中的折射光线．‎ ‎2．[数据处理及误差分析]如图2，用插针法测定玻璃的折射率的实验中，以下说法正确的是(　　)‎ 图2‎ ‎(1)P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度 ‎(2)P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度 ‎(3)入射角θ1适当大些，可以提高准确度 ‎(4)入射角太大，折射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行 ‎(5)P1、P2的间距、入射角的大小均与实验的准确度无关 A．(1)(3)　　 B．(2)(4)‎ C．(3)(5) D．(1)(4)‎ A　[实验根据大头针确定入射光线和出射光线，在连线及测量时必然有误差，‎ P1、P2和P3、P4之间距离适当大些，可以减小误差，故(1)正确，(2)错误；实验要求入射角不能太小，否则会导致测量误差太大，(3)正确；根据几何知识知光在第二界面的入射角等于在第一界面的折射角，即小于临界角，不会发生全反射，(4)错误；综合上述分析知(5)错误．故选A.]‎