新版高考物理一轮复习习题实验十四 测定玻璃的折射率.pdf

一、基本实验要求1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角θ穿过两面平行的玻璃砖时，11通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线OB，从而求出折射光线12sinθPNOO和折射角θ，再根据n＝1或n＝1算出玻璃的折射率．122sinθQN′22．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(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P、P两根大头针．12(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P的像被P的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P，使P挡住1233P、P的像，再插上P，使P挡住P和P、P的像．1244312(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P、P的针孔位置确定出射34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θ和折射角θ，并查出其正弦值sinθ和121sinθ.2sinθ(8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的1，并取平均值．sinθ2二、规律方法总结1．实验数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角θ和折射角θ，并查出其正弦值sin12sinθθ和sinθ.算出不同入射角时的1，并取平均值．12sinθ2(2)作sinθ－sinθ图象：改变不同的入射角θ，测出不同的折射121sinθ角θ，作sinθ－sinθ图象，由n＝1可知图象应为直线，如图212sinθ22所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法确定sinθ、sinθ，计算折射率n.12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EHE′H′NN′的垂线E′H′.如图所示，sinθ＝，sinθ＝，OE＝1OE2OE′sinθEHOE′＝R，则n＝1＝.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长sinθE′H′2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P与P间、12P与P间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差．34(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3则在bb′一侧将看不到P、P的像．121．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将()A．偏大B．偏小C．不变D．无法确定解析：经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，而是如图中虚线所示，由几何知识可知，测出的折射角与真实的折射角相同．答案：C42．(2016·衡水模拟)某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器，如图所示．在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P、P并保持位置不变．每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，12而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P、P.同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的12值，这样只要根据P所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值．3(1)若∠AOF＝30°，OP与OC之间的夹角为45°，则在P处刻的刻度33值为________．(2)若在同一液体中沿AO方向射入一束白光，最靠近OC边的是________色的光，增大入射角度，________色的光在刻度盘上先消失．解析：(1)由图可知，∠AOF是入射角，∠EOP是折射角，但在定义折3射率时光是从真空或空气射向介质的，所以用光路的可逆性转化可得n＝sin∠EOP3，代入数据可得n＝2.(2)由于介质对紫光的折射率最大，所以sin∠AOF紫光偏折得最多，故最靠近OC边的是紫光．增大入射角，所有单色光的折射角都增大，而紫光的折射角依然最大，故紫光在刻度盘上先消失．答案：(1)2(2)紫紫51．(2016·洛阳模拟)“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，应使它____．如图所示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)．解析：测定玻璃折射率的实验