（江苏专版）高考物理总复习 第59讲 实验十二 测定玻璃的折射率讲义-人教版高三全册物理试题.doc

第59讲实验十二测定玻璃的折射率
考情剖析
考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求实验、探究：测定玻璃的折射率实验储备一、实验目的

1．理解用插针法测定玻璃折射率的原理．
2．学会测定玻璃的折射率的实验方法．
二、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．
三、实验原理
用插针法确定光路，找出跟入射线相对应的折射线；用量角器测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝eq\f(sini,sinγ).
四、实验步骤
1．把白纸用图钉钉在木板上；
2．在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′，如图所示；

3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个边bb′；
4．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1和P2；
5．在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察，调整视线，要使P3能同时挡住P1和P2的像；
6．同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1和P2的像；
7．记下P3和P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3和P4作直线O′B与bb′交于O′，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线，入射角i＝∠NOA，折射角r＝∠O′ON′；
8．用量角器量出入射角和折射角的度数；
9．从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里；
10．用上面的方法分别求出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角i＝∠NOA和折射角r＝∠O′ON′的正弦值；
11．算出不同入射角时eq\f(sini,sinγ)的值比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测eq\f(sini,sinγ)的平均值，这就是玻璃砖的折射率．
五、数据处理

数据处理的另一种方法：如图所示，以O1为圆心以任意长为半径(半径要尽可能长些约10cm)画圆交入射光线AO1于M点、交折射光线O1O于P点，过M、P作NN′的垂线MK、PQ，则n＝eq\f(MK,PQ)，据此可知，用刻度尺测出MK、QP的长度，即可求出折射率n.
六、误差分析
误差的主要来源：
1．确定入射光线、出射光线时的误差．故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点．
2．测量入射角与折射角时的误差．故入射角不宜过小，但入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱．
七、注意事项
1．玻璃砖要厚，用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面；
2．入射角应在30°到60°之间；
3．大头针要竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应尽量大一些，以减小确定光路方向时造成的误差；
4．玻璃砖的折射面要画准；
5．由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号以免混乱．

技能优化

释难答疑的金钥匙

【典型例题1】在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示．

(1)在图中画出完整的光路图；
甲
乙

(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位有效数字)；
(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和______(选填“A”或“B”)．
【典型例题2】学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：

(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________．
(2)图中P3、P4两位置中______(选填“P3”或“P4”)处所对应的折射率大．
(3)作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为________．
(4)若保持∠AOF＝30°不变，用该装置能测量的最大折射率的值不超过________．
【典型例题3】在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③