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1、實驗十五：測定玻璃的折射率1.實驗原理用插針法找出與入射光線 AO 對應的出射光線 OB，確定出O點，畫出折射光線 OO，然后測量出角1 和2，代入公式 n_計算玻璃的折射率.2.實驗過程(1)鋪白紙、畫線如圖 S15-1 所示，將白紙用圖釘按在平木板上，先在白紙上畫出一條直線 aa作為界面，過 aa上的一點 O 畫出界面的法線 MN，并畫一條線段 AO 作為入射光線.圖 S15-1把玻璃磚平放在白紙上，使它的長邊跟 aa對齊，畫出玻璃磚的另一條長邊 bb.(2)插針與測量在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調整視線的方向，直到P1的像被P2擋住，再

2、在觀察的這一側依次插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2及P3的像，記下P3、P4的位置.移去玻璃磚，連接P3、P4并延長交bb于O，連接OO即為折射光線，入射角1AOM，折射角2OON.用量角器測出入射角和折射角，查出它們的正弦值，將數據填入表格中.改變入射角1，重復實驗步驟，列表記錄相關測量數據.3.數據處理圖 S15-2平均值直線圖 S15-34.注意事項(1)玻璃磚應選用厚度、寬度較大的.(2)大頭針要插得豎直，且間隔要大些.(3)入射角不宜過大或過小，一般在 1575之間.(4)玻璃磚的折射面要畫準，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線.(5)實驗過程中，玻璃

3、磚和白紙的相對位置不能改變.考點 1數據處理【典題 1】在“測定玻璃的折射率”實驗中，某同學經正確操作插好了 4 枚大頭針，如圖 S15-4 甲所示.甲丙乙圖 S15-4(1)在圖丙中畫出完整的光路圖.(2)對你畫出的光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率 n_(計算結果保留 3 位有效數字).(3)為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學做了兩次實驗，經正確操作插好了 8 枚大頭針，如圖乙所示.圖中 P1和 P2 是同一入射光線上的 2 枚大頭針，其對應出射光線上的 2枚大頭針是 P3 和_(填“A”或“B”).解析：(1)如圖 D58 甲所示.甲乙圖 D58(2)折射率 nsin

4、isin r，sin i 與 sin r 可利用圖中的方格進行粗略的計算，或是利用直尺測量計算.(3)光路圖如圖乙所示，光線 MN 經兩邊相互平行的玻璃磚，出射光線平行于入射光線， 即 MNP4B.P1P2光線從棱鏡右邊側面射出向底邊偏折，如圖乙中 P3A.答案：(1)如圖 D58 甲所示.(2)1.53(1.501.56 均正確) (3)A考點 2誤差分析【典題 2】在“用插針法測定玻璃磚折射率”的實驗中，甲、乙、丙三位同學在紙上畫出的界面 aa、bb與玻璃磚位置的關系分別如圖 S15-5、和所示，其中甲、丙兩同學用的是矩形玻璃磚，乙同學用的是梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確，且均以 aa、

5、bb為界面畫光路圖.圖 S15-5(1) 甲同學測得的折射率與真實值相比_( 填“偏大”“偏小”或“不變”).(2) 乙同學測得的折射率與真實值相比_( 填“偏大”“偏小”或“不變”).(3)丙同學測得的折射率與真實值相比_.解析：(1)用圖測定折射率時，玻璃中折射光線偏折大了，所以折射角增大，折射率變小；(2)用圖測定折射率時，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關；(3)用圖測定折射率時，無法確定折射光線偏折的大小，所以測得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不變.答案：(1)偏小(2)不變(3)可能偏大、可能偏小、可能不變考向 1實驗操作的創(chuàng)新根據全反射的條件，使入射光從透明介質向空氣傳播，調節(jié)入射

6、角的大小，使其恰好發(fā)生全反射，這時的入射角就是臨界角，根據臨界角公式求出折射率的大小.【典題 3】某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率.開始時玻璃磚的位置如圖 S15-6 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 緩慢轉動，同時在玻璃磚直徑邊一側觀察 P1、P2 的像，且 P2 的像擋住P1 的像.如此觀察，當玻璃磚轉到圖中虛線位置時，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.請用你的測量值表示出折射率：_.圖 S15-6解析：由題意可知，當玻璃磚轉過某一角度時，剛好發(fā)生全反射，在直

7、徑邊一側觀察不到 P1、P2 的像，作出如圖 D59 所1.sin 圖 D59答案：玻璃磚直徑邊繞 O 點轉過的角度n1sin 示的光路圖可知，當轉過角度 時有n 考向 2數據處理的創(chuàng)新使入射光線的入射角一定，根據不同位置折射角的大小，由折射率的定義式算出折射率的大小.【典題 4】學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據所學的光學知識，設計了一個測量液體折射率的儀器，如圖S15-7 所示.在一圓盤上，過其圓心 O 作兩條互相垂直的直徑 BC、EF，在半徑 OA 上，垂直盤面插下兩枚大頭針 P1、P2，并保持P1、P2 位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑 B

8、C 相平，EF 作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察 P1、P2 的像，并在圓周上插上大頭針P3，使 P3 正好擋住 P1、P2 的像.同學們通過計算，預先在圓周EC 部分刻好了折射率的值，這樣只要根據 P3 所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：圖 S15-7(1)若AOF30，OP3 與 OC 的夾角為 30，則 P3 處所對應的折射率的值為_.(2)圖中 P3、P4 兩位置_處所對應的折射率值大.(3)作 AO 的延長線交圓周于 K，K 處所對應的折射率值應為_.(2)圖中 P4 對應的入射角大于 P3 所對應的入射角，所以 P4對應的折射率大.(3)因 A、O、K 在一條直線上，入射角等于折射角，所以 K處對應的折射率為 1.答案：(1)1.73 (2)P4(3)1