高中物理 第4章 光 第二節(jié) 測(cè)定介質(zhì)的折射率素材 粵教版選修3-4(通用)
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高中物理 第4章 光 第二節(jié) 測(cè)定介質(zhì)的折射率素材 粵教版選修3-4(通用)
第二課時(shí) 測(cè)定介質(zhì)的折射率
課前預(yù)習(xí)
知識(shí)預(yù)覽
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
測(cè)定介質(zhì)的折射率.
2.實(shí)驗(yàn)原理
確定光路,找出跟入射光線相應(yīng)的折射光線,用量角器測(cè)入射角θ1和折射角θ2,根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率n=.
3.實(shí)驗(yàn)器材
玻璃磚、白紙三張、木板、大頭針?biāo)拿?、圖釘四枚、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆;光具盤(帶角度)、光源、水、酒精等
4.測(cè)玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)步驟
(1)把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上畫一條直線aa′代表兩種介質(zhì)的界面,過(guò)aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN′,并畫一條線段AO作為入射光線.如圖4-2-1.
圖4-2-1
(2)把長(zhǎng)方形的玻璃磚放在白紙上,使它的一個(gè)長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊,并畫出玻璃磚的另一長(zhǎng)邊bb′.
(3)在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2,透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線的方向,直到P1的像被P2擋住.
(4)在玻璃磚觀察的這一邊插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2,P4擋住P1、P2、P3.記下P3、P4的位置.
(5)移去大頭針和玻璃磚,過(guò)P3、P4引直線O′B,與bb′交于O′,直線O′B就代表了沿直線AO入射的光線透過(guò)玻璃磚后的傳播路徑.連接OO′,OO′就是折射光線的路徑.入射角θ1=∠AON,折射角θ2=∠O′ON′.
(6)用量角器量出入射角和折射角,從三角函數(shù)表查出它們的正弦值,把這些數(shù)記入自己設(shè)計(jì)的表格里.
(7)用上面的方法分別求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°時(shí)的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,把這些數(shù)據(jù)也記在表格里.注意觀察入射角是15°和75°時(shí)有什么區(qū)別.
(8)算出不同入射角時(shí)的值,比較一下,看它們是否接近于一個(gè)常數(shù).求出幾次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值,就是玻璃的折射率.完成課本表4-2-1.
5.測(cè)水與酒精的折射率實(shí)驗(yàn)步驟
(1)將水或酒精倒入容器中.
(2)將光具盤放入液體中.注意光具盤的水平直徑應(yīng)與液面相齊平.(圖見課本第76頁(yè),圖4-1-2實(shí)驗(yàn)裝置圖)
(3)打開光源,分別使入射角等于15°、30°、45°、60°、75°,并且記錄下各自對(duì)應(yīng)的折射角.
(4)利用公式n=計(jì)算出五組折射率,并求出平均值.
(5)完成課本的表4-2-1.
6.注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)入射角大一些,否則折射角太小,作圖和測(cè)量時(shí)將產(chǎn)生較大的誤差,當(dāng)然入射角也不可太大.
(2)選用寬度較大的玻璃磚.
(3)測(cè)玻璃的折射率時(shí),盡可能將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間,P2與O點(diǎn)之間,P3與O點(diǎn)之間,P3與P4之間距離要稍大一些.
(4)測(cè)水與酒精的折射率時(shí),液面必須與光具盤的兩個(gè)90°角的連線對(duì)齊,并且入射光線必須射入光具盤中心O點(diǎn).