《2019-2020年高中物理《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率》輔導(dǎo)講義》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理《實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率》輔導(dǎo)講義（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2019-2020年高中物理實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率輔導(dǎo)講義1折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象.2. 折射定律：折射光線、入射光線跟法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.注意：在折射現(xiàn)象中光路是可逆的.3. 折射率：(1)光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率.折射率用n表示.即.(2) 某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比.即：.由于vr，ri，和入射光線和出射光線平行的原則可以判斷哪一個(gè)更準(zhǔn)確.(1)通過(guò)以上分析，分別做出四個(gè)圖中的入射光線和

2、出射光線，很明顯肯定把針插錯(cuò)的同學(xué)是乙和丁；(2)對(duì)于丙圖可以看出，入射光線與出射光線幾乎是在同一條直線，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)的誤差是很大的，而甲圖是比較符合實(shí)驗(yàn)要求的，可見(jiàn)甲同學(xué)的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度較高。實(shí)驗(yàn)拓展與探究【拓展一】如圖1所示，是利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)得到的光路圖。玻璃磚的入射面AB和射出面CD并不平行，貝9：(1) 出射光線與入射光線還平行嗎？(2) 以入射點(diǎn)O為圓心，以R=5cm長(zhǎng)度為半徑畫(huà)圓，與入射光線PO交于M點(diǎn)，與折射光線OO,的延長(zhǎng)線交于F點(diǎn)，過(guò)M、F點(diǎn)分別向法以線作垂線，測(cè)得,，該玻璃磚的折射率n是多少?探究：(1)由于入射面AB和射出面CD并不平行，使得兩法線不平行

3、，所以出射光線與入射光線不再平行。(2)因?yàn)閟inZMON=,sinZEOF=,根據(jù)n=1.5?！就卣苟恳粔K玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的(光線不能通過(guò)此表面)。現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率。給定的器材還有：白紙、鋼筆、大頭針4枚(匚、P2、P3、P4)、帶有刻Pi度的直角三角板、量角器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直。在紙上畫(huà)出直線aa，和bb，,aa，表示鍍銀的玻璃表面，bb表示另一表面，然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P、P2，如圖2所示,用PP2的連線表示入射光線。（1）為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確用大頭針P3、P4?試在題圖中標(biāo)出P3、P

4、4的位置。（2）然后，移去玻璃磚與大頭針。試在題圖中通過(guò)作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角竹與折射角每。簡(jiǎn)要寫(xiě)出作圖步驟。（3）寫(xiě)出用久、02表示的折射率公式為n=。探究：（1）在bb，一側(cè)觀察P、P（由P、P2發(fā)出的光經(jīng)bb，折射，再經(jīng)aa，反射，最后經(jīng)bb，折射后射出）的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得P3擋住P、P2的像（在一條直線上）；再插上P4，讓它擋住P（或P）的像和P3。如圖3所示。（2）過(guò)P、P2作直線與bb，交于O；過(guò)P3、P4作直線與bb，交于O，；利用刻度尺找到00,的中點(diǎn)M；過(guò)O點(diǎn)作bb，的垂線CD，過(guò)M點(diǎn)作bb，的垂線與aa，相交于N，連結(jié)ON；ZPOD=，上CO

5、N（3）n=si叫皿每。【拓展三】在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面aa、bb，與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖4中所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚，他們的其他操作均正確，且均以aa，、bb，為界面畫(huà)光路圖，則這三位同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比分別有何變化？探究：甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏小。由于所畫(huà)玻璃磚的寬度比實(shí)a，b，際寬度大，測(cè)量的0,點(diǎn)比實(shí)際的0,向右移，使所畫(huà)的折射角乞比實(shí)際的偏大,如圖5所示，由于入射角不變，根據(jù)=可知測(cè)得折射率偏小。乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比不變；由于入射面aa，和射出面bb，不平行，使的上、

6、下面兩法線不平行，所以出射光線與入射光線不再平行，但不影響圖5折射點(diǎn)0,所以所畫(huà)的折射角每與實(shí)際的相同。丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比可能偏大、可能偏小、可能不變。原因是當(dāng)過(guò)P3、P4作直線與畫(huà)出的界面bb，交于0，；若0,恰好落在畫(huà)出的界面bb，和玻璃磚下表面的交點(diǎn)上，測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比不變；若0,落在畫(huà)出的界面bb和玻璃磚下表面交點(diǎn)的左側(cè)（折射角偏大），測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏?。蝗?,落在畫(huà)出的界面bb，和玻璃磚下表面交點(diǎn)的右側(cè)（折射角偏?。?，測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比偏大。友情提醒：對(duì)于測(cè)定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)得的折射率是變大還是變小，關(guān)鍵是根據(jù)折射率：去進(jìn)行判斷，看入射角的正

7、弦值、折射角的正弦值的變化來(lái)確定折射率的變化，找出誤差的來(lái)源，分析誤差變化?！就卣顾摹吭谧觥皽y(cè)定玻璃磚折射率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，丙同學(xué)在操作和作圖時(shí)均無(wú)失誤，但是所用玻璃磚的兩個(gè)表面明顯不平行，如圖6所示，則測(cè)出的折射率將.探究：同本實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程一樣，根據(jù)入射光線和出射光線確定玻璃內(nèi)的折射光線，從而確定折射角和出射角，只要第二個(gè)界面不發(fā)生全反射就行了.不過(guò)，入射光線和出射光線不平行，如題圖所示.所以所用玻璃磚的兩個(gè)表面明顯不平行時(shí)，測(cè)量結(jié)果是不會(huì)有影響的?！就卣刮濉磕芊窭萌瓷洮F(xiàn)象測(cè)定平行板玻璃磚的折射率？探究：光全反射要滿(mǎn)足兩個(gè)條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角。對(duì)平行板玻璃磚，當(dāng)

8、光從玻璃射入空氣才有可能發(fā)生全反射，但入射角”等于r,如圖7所示，而r為第一次折射時(shí)的折射角，因?yàn)閕v9O0,所以據(jù)光路可逆i=iv9O0,在玻璃磚下表面處不會(huì)發(fā)生全反射，所以在測(cè)定平行板玻璃磚的折射率時(shí)不能利用光的全反射原理來(lái)測(cè)定它的折射率。測(cè)定玻璃折射率的其他方法一、測(cè)定球形玻璃的折射率例1某同學(xué)在測(cè)定一厚度均勻的圓形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與圓形玻璃同半徑的圓，圓心為O,將圓形玻璃平放在白紙上，使其邊界與所畫(huà)的圓重合，在玻璃的一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2,在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、匚的像恰好在一條直線上，移去玻璃和大頭

9、針后得到圖3所示的光路圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出:（1）沿P、P2連線方向的入射光線通過(guò)圓形玻璃后的傳播方向;（2）光線在玻璃內(nèi)的傳播方向；（3）在光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角i和折射角卩；（4）寫(xiě)出計(jì)算玻璃折射率的公式（不必計(jì)算）.解析：（1）、（2）、（3）問(wèn)的答案如圖2所示。（4）計(jì)算玻璃折射率的公式為：二、如何測(cè)定玻璃三棱鏡的折射率對(duì)于玻璃三棱鏡折射率的測(cè)定，其方法與球形玻璃折射率的測(cè)定方法是一樣的：在玻璃的一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2,在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3和P4,使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、匚的像恰好在一條直線上，移去玻璃和大頭針后得到圖3所示的光路圖，可以按光路圖確定入射光線AO,出射光線O矽，則OO,為折射光線用量角器量出i、卩，即可求出折射率方法技巧：解決這類(lèi)問(wèn)題的基本思路和方法是：仔細(xì)閱讀題目，理解題意，在了解所介紹的實(shí)驗(yàn)儀器的基本原理、使用方法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)、使用過(guò)的儀器和做過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，進(jìn)行情景遷移、聯(lián)想類(lèi)比，就可解決問(wèn)題。