高中物理 实验14 测定玻璃的折射率学案-人教版高三全册物理学案.doc

实验十四测定玻璃的折射率考纲解读1.学会用插针法确定光路.2.会用玻璃砖和光的折射定律测定玻璃的折射率．基本实验要求1．实验原理如实验原理图甲所示当光线AO1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AO1对应的出射光线O2B从而求出折射光线O1O2和折射角θ2再根据n＝eq\f(sinθ1sinθ2)或n＝eq\f(PNQN′)算出玻璃的折射率．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sinθ1和sinθ2.(8)改变入射角重复实验算出不同入射角时的eq\f(sinθ1sinθ2)并取平均值．规律方法总结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sinθ1和sinθ2.算出不同入射角时的eq\f(sinθ1sinθ2)并取平均值．(2)作sinθ1－sinθ2图象：改变不同的入射角θ1测出不同的折射角θ2作sinθ1－sinθ2图象由n＝eq\f(sinθ1sinθ2)可知图象应为直线如实验原理图乙所示其斜率为折射率．(3)“单位圆”法确定sinθ1、sinθ2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′.如实验原理图丙所示sinθ1＝eq\f(EHOE)sinθ2＝eq\f(E′H′OE′)OE＝OE′＝R则n＝eq\f(sinθ1sinθ2)＝eq\f(EHE′H′).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．考点一实验原理与操作例1(2012·江苏·12B(2))“测定玻璃的折射率”实验中在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时要使它________________．图1是在白纸上留下的实验痕迹其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝________.(计算结果保留两位有效数字)图1解析确定出射光线时应使D挡住C和A、B的像作图如图所示以O为圆心OO′为半径作圆交AB于E点过E作a的平行线交法线于F根据n＝eq\f(sinisinr)得n＝eq\f(EFO′P)测量EF和O′P长度得n＝1.8(1.6～1.9均正确方法亦有多种)．答案挡住C及A、B的像1.8(1.6～1.9都算对)变式题组1．[实验操作]某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图2所示)．实验的主要过程如下：图2A．把白纸用图钉钉在木板上在白纸上作出直角坐标系xOy在白纸上画一条线段AO表示入射光线．B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上使其底边aa′与Ox轴重合．C．用一束平行于纸面的激光从y＞0区域沿y轴负方向射向玻璃砖并沿x轴方向调整玻璃砖的位置使这束激光从玻璃砖底面射出后仍沿y轴负方向传播．D．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.E．在坐标系y＜0的区域内竖直地插上大头针P3并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去P3能同时挡住P1和P2的像．F．移开玻璃砖连接O、P3用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示)此圆与AO线交点为B与OP3线的交点为C.确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2.(1)若实验中该同学没有将玻璃砖的底边aa′与Ox轴重合而是向y＞0方向侧移了一些这将导致所测的玻璃折射率与其