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1、實驗十五測定玻璃的折射率,大一輪復(fù)習(xí)講義,第十四章機械振動與機械波光電磁波與相對論,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點,回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細研考綱和真題 分析突破命題點,過好雙基關(guān),基本實驗要求,圖1,2.實驗器材 木板、白紙、 、大頭針、圖釘、量角器、三角板、鉛筆. 3.實驗步驟 (1)用圖釘把白紙固定在木板上. (2)在白紙上畫一條直線aa，并取aa上的一點O為入射點，作過O點的法線MM. (3)畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針. (4)在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長邊與直線aa對齊，并畫出另一條長邊的對齊線bb.,玻璃

2、磚,(5)眼睛在bb的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩個大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像. (6)移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線OB及出射點O，連接O、O得線段OO. (7)用量角器測量入射角i和折射角r，并查出其正弦值sin i和sin r. (8)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實驗，算出不同入射角時的 ，并取平均值.,規(guī)律方法總結(jié),1.數(shù)據(jù)處理 (1)計算法：用量角器測量入射角i和折射角r，并查出其正弦值sin i和sin r算出不同入射角時的 ，并取平均值,(2)作

3、sin isin r圖像：改變不同的入射角i，測出不同的 折射角r，作sin isin r的圖像，由n 可知圖像應(yīng)是過原點的直線，如圖2所示，其斜率為 ,圖2,折射率,圖3,2.注意事項 (1)用手拿玻璃磚時，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學(xué)面，嚴禁把玻璃磚當尺子畫玻璃磚的另一邊bb. (2)實驗過程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動. (3)大頭針應(yīng)豎直地插在白紙上，且玻璃磚每兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)大一點，以減小確定光路方向時造成的誤差. (4)實驗時入射角不宜過小，否則會使測量誤差過大，也不宜過大，否則在bb一側(cè)將看不到P1、P2的像.,研透命題點,例1如圖

4、4所示，某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率.在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3，圖中MN為分界線，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點.,命題點一教材原型實驗,圖4,(1)設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量 _，則玻璃磚的折射率可表示為_.,l1和l3,(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心

5、順時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將_(選填“偏大”“偏小”或“不變”).,偏大,解析玻璃磚順時針轉(zhuǎn)過一個小角度，在處理數(shù)據(jù)時，認為l1是不變的，即入射角不變，而l3減小，所以測量值n 將偏大.,變式1某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖5所示.,圖5,(1)此玻璃的折射率計算式為n_ (用圖中的1、2表示).,(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量.,大,解析根據(jù)平行玻璃磚對光線的影響可知，玻璃磚寬度越大，側(cè)移量越大，折射角的測量誤差越小.,變式

6、2在用插針法測定玻璃磚的折射率的實驗中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖6、和所示，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為界面畫光路圖.,圖6,(1)甲同學(xué)測得的折射率與真實值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”).,偏小,解析用題圖測定折射率時，測出的折射角偏大，折射率偏小；,(2)乙同學(xué)測得的折射率與真實值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”).,不變,解析用題圖測定折射率時，只要操作正確，則測得的折射率與真實值相同；,(3)丙同學(xué)測得的折射率與真實值相比_.,可能偏大、可能偏小、可能不變,解

7、析用題圖測定折射率時，無法確定折射光線偏折角與真實值的大小關(guān)系，所以測得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不變.,變式3(2018河南省鄭州市第三次質(zhì)量預(yù)測)某同學(xué)利用“插針法”測定平行玻璃磚的折射率，在坐標紙上記錄的情況如圖7所示，虛線為以入射點O為圓心作出的圓，由此計算出玻璃磚的折射率為_，光在玻璃中的傳播速度為_ m/s.(光在真空中的傳播速度為c3.0108 m/s.結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字),圖7,1.5,2.0108,例2某同學(xué)測量玻璃磚的折射率，準備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚.如圖8所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點射向玻璃

8、磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個光點，讀出OA間的距離為20.00 cm，AB間的距離為 6.00 cm，測得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1 10.00 cm，玻璃磚厚度d24.00 cm.玻璃的折射 率n_，光在玻璃中傳播速度v_ m/s (光在真空中傳播速度c3.0108 m/s，結(jié)果均保 留兩位有效數(shù)字).,命題點二實驗拓展與創(chuàng)新,圖8,1.2,2.5108,變式4某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率.開始玻璃磚的位置如圖9中實線所示，使大頭針P1、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像.如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失.此時只需測量出_ _，即可計算出玻璃磚的折射率.請用你測量 的量表示出折射率n_.,圖9,玻璃磚直徑,邊繞O點轉(zhuǎn)過的角度,解析玻璃磚轉(zhuǎn)動時，射在其直徑所在平面內(nèi)的光線的入射角增大，當增大到等于臨界角C時，發(fā)生全反射現(xiàn)象.因sin C ，可見只要測出臨界角即可求得折射率n，而C和玻璃磚直徑繞O點轉(zhuǎn)過的角度相等，因此只要測出玻璃磚直徑邊繞O點轉(zhuǎn)過的角度即可.,