内容发布更新时间 : 2025/4/16 20:02:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

看看看看你能你们实验十五 测定玻璃的折射率

1．实验原理

如图1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sinθ

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＝

sinθ或n＝

12

PN计算出玻璃的折射率． QN′

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′.

电视播放动画动画 看看看看你能你们(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. sinθ1

(8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值．

sinθ2

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sinθ1

不同入射角时的，并取平均值．

sinθ2

(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－sinθsinθ1的图象，由n＝可知图象应为直线，如图2所示，其斜率为折射率．

sinθ2

2

图2

(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′.如图3所示，sinθ1＝，sinθ2＝

EHOEE′H′sinθ1EH，OE＝OE′＝R，则n＝＝.只要用刻度尺量出EH、E′H′的长OE′sinθ2E′H′

度就可以求出n.

图3

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

电视播放动画动画 看看看看你能你们点，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.

命题点一 教材原型实验

例1 如图4所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．

图4

(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO为的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________． (2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)． 答案 (1)l1和l3 n＝ (2)偏大

l1

l3

l1

l1l3sin θ1BOl1

解析 (1)sin θ1＝，sin θ2＝，因此玻璃的折射率n＝＝＝，因此只需测BOCOsin θ2l3l3

CO量l1和l3即可．

(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值n＝将偏大．

l1l3

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