2019高考物理一轮复习 第十五章 光学 电磁波 实验15 测定玻璃的折射率课件 新人教版.ppt

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实验15测定玻璃的折射率 一 实验目的测定玻璃的折射率 二 实验原理如图所示 通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B 从而找出折射光线O1O2和折射角 2 再根据n 求出玻璃的折射率 三 实验器材木板 白纸 玻璃砖 大头针 图钉 量角器 刻度尺 铅笔 四 实验步骤1 如图所示 把白纸铺在木板上 2 在白纸上画一直线aa 作为界面 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 把长方形玻璃砖放在白纸上 并使其长边与aa 重合 再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb 4 在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1 P2 5 从玻璃砖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P3本身及P1 P2的像 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 连接O O OO 就是玻璃砖内折射光线的方向 AON为入射角 O ON 为折射角 7 改变入射角 重复实验 五 数据处理1 计算法用量角器测量入射角 1和折射角 2 并查出其正弦值sin 1和sin 2 算出不同入射角时的 并取平均值 2 作sin 1 sin 2图象改变不同的入射角 1 测出不同的折射角 2 作sin 1 sin 2图象 由n 可知图象应为直线 如图所示 其斜率为折射率 3 辅助线段法利用刻度尺作辅助线 测出辅助线的长度大小 求玻璃的折射率 4 单位圆法 六 误差分析1 入射光线 出射光线确定的准确性造成误差 故在入射侧和出射侧所插两枚大头针的间距应大一些 2 入射角和折射角的测量造成误差 入射角应适当大些 可以减小测量的相对误差 七 注意事项1 实验时 应尽可能将大头针竖直插在纸上 且P1和P2之间 P3和P4之间 P2与O P3与O 之间距离要稍大一些 2 入射角 1不宜太大 接近90 也不宜太小 接近0 当 1太大时 反射光较强 出射光较弱 当 1太小时 入射角 折射角测量的相对误差较大 3 操作时 手不能触摸玻璃砖的光洁光学面 更不能把玻璃砖界面当作尺子画界线 4 实验过程中 玻璃砖与白纸的相对位置不能改变 5 玻璃砖应选用宽度较大的 宜在5cm以上 若宽度太小 则测量误差较大 命题点一 命题点二 实验原理与操作例1 2017 福建龙岩月考 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 命题点一 命题点二 1 在图丙中画出完整的光路图 丙 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 保留三位有效数字 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 命题点一 命题点二 答案 1 见解析图 2 1 53 1 50 1 56均正确 3 A解析 1 如下图所示 命题点一 命题点二 3 光路图如下图所示 光线经两边沿相互平行的玻璃砖 出射光线平行于入射光线 即MN P4B P1P2光线从棱镜右边侧面射出向底边偏折 如图中P3A 所以填A 命题点一 命题点二 数据处理与误差分析例2 2016 四川卷 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n 如图甲所示 O是圆心 MN是法线 AO BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径 该同学测得多组入射角i和折射角r 作出sini sinr图象如图乙所示 则 A 光由A经O到B n 1 5B 光由B经O到A n 1 5C 光由A经O到B n 0 67D 光由B经O到A n 0 67 答案 解析 1 2017 浙江模拟 在测定玻璃的折射率的实验中 在白纸上放好玻璃砖 aa 和bb 分别是玻璃砖与空气的两个界面 如图所示 在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2 用 表示大头针的位置 然后在另一侧透过玻璃砖观察 并依次插上大头针P3和P4 在插P3和P4时 应使 选填选项前的字母 A P3只挡住P1的像B P4只挡住P2的像C P3同时挡住P1 P2的像 答案 解析 2 2017 北京东城区期末 某同学利用 插针法 测定玻璃的折射率 所用的玻璃砖两面平行 正确操作后 作出的光路图及测出的相关角度如图所示 1 此玻璃的折射率计算式为n 用图中的 1 2表示 2 如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择 为了减小误差 应选用宽度 选填 大 或 小 的玻璃砖来测量 解析 1 光线由空气射入玻璃的入射角i 90 1 折射角 90 2 砖对光线的影响可知 玻璃砖宽度越大 侧移量越大 折射角的测量误差越小 3 某同学测量玻璃砖的折射率 准备了下列器材 激光笔 刻度尺 一面镀有反射膜的平行玻璃砖 如图所示 刻度尺与玻璃砖平行放置 激光笔发出的一束激光从刻度尺上的O点射向玻璃砖表面 在刻度尺上观察到A B两个光点 读出OA间的距离为20 00cm AB间的距离为6 00cm 测得图中刻度尺到玻璃砖上表面距离d1 10 00cm 玻璃砖厚度d2 4 00cm 则玻璃的折射率n 光在玻璃中传播速度v m s 光在真空中传播速度c 3 0 108m s 结果保留两位有效数字 答案 1 22 5 108解析 作出光路图如图所示 根据几何关系可得入射角i 45 折射