實(shí)驗(yàn)十三測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)十三測(cè)定玻璃的折射率知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定玻璃的折射率測(cè)定玻璃的折射率2學(xué)會(huì)用插針?lè)ù_定光路學(xué)會(huì)用插針?lè)ù_定光路實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理圖圖1241實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器(或圓規(guī)或圓規(guī))、三角板、鉛筆、三角板、鉛筆過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1把白紙用圖釘釘在木板上把白紙用圖釘釘在木板上2在白紙上畫出一條直線在白紙上畫出一條直線aa作為界面，畫一作為界面，畫一條線段條線段AO作為入射光線，并過(guò)作為入射光線，并過(guò)O點(diǎn)畫出界面點(diǎn)畫出界面aa的法線的法線NN(如圖如圖1242所示所示)圖圖12423把長(zhǎng)方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一條把長(zhǎng)方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一條邊跟邊跟aa對(duì)齊，并畫出玻璃磚的另一界面對(duì)齊，并畫出玻璃磚的另一界面bb.4在在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.5在玻璃磚的在玻璃磚的bb一側(cè)豎直地插上大頭針一側(cè)豎直地插上大頭針P3，用眼睛觀察調(diào)整視線，使用眼睛觀察調(diào)整視線，使P3能同時(shí)擋住能同時(shí)擋住P1和和P2的的像像6同樣地在玻璃磚的同樣地在玻璃磚的bb一側(cè)再豎直地插上大一側(cè)再豎直地插上大頭針頭針P4，使，使P4能擋住能擋住P3本身和本身和P1、P2的像的像7記下記下P3、P4的位置，移去玻璃磚和大頭針，的位置，移去玻璃磚和大頭針，過(guò)過(guò)P3、P4引直線引直線OB與與bb交于交于O點(diǎn)，連接點(diǎn)，連接OO，OO就是玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向，就是玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向，入射角入射角iAON，折射角，折射角rOON.8用量角器量出入射角用量角器量出入射角i和折射角和折射角r的度數(shù)的度數(shù)9從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦值，記入自己設(shè)計(jì)的表格里值，記入自己設(shè)計(jì)的表格里10用上面的方法分別作出入射角是用上面的方法分別作出入射角是30、45、60時(shí)的折射角，查出入射角和折射角時(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)也記在表格里的正弦值，把這些數(shù)據(jù)也記在表格里圖圖12432“單位圓法單位圓法”確定確定sini、sinr，計(jì)算折射，計(jì)算折射率率n.以入射點(diǎn)以入射點(diǎn)O為圓心，以一定長(zhǎng)度為圓心，以一定長(zhǎng)度R為半徑畫為半徑畫圓，交入射光線圓，交入射光線OA于于E點(diǎn)交折射光線點(diǎn)交折射光線OO于于E點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)，過(guò)E作作NN的垂線的垂線EH，過(guò)，過(guò)E作作NN的垂線的垂線EH.如圖如圖1244所示，所示，圖圖1244三、注意事項(xiàng)三、注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在白紙實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在白紙上，且上，且P1和和P2之間、之間、P3和和P4之間、之間、P2與與O、P3與與O之間距離要稍大一些之間距離要稍大一些2入射角入射角i不宜太大不宜太大(接近接近90)，也不宜太，也不宜太小小(接近接近0)太大：反射光較強(qiáng)，出射光較太大：反射光較強(qiáng)，出射光較弱；太?。喝肷浣?、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差弱；太?。喝肷浣?、折射角測(cè)量的相對(duì)誤差較大較大3操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線4實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變不能改變5玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以以上，若寬度太小，則測(cè)量誤差較大上，若寬度太小，則測(cè)量誤差較大四、誤差分析四、誤差分析1入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間誤差，故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些距應(yīng)大一些2入射角和折射角的測(cè)量造成誤差，故入入射角和折射角的測(cè)量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測(cè)量的相對(duì)誤差射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測(cè)量的相對(duì)誤差實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析基本實(shí)驗(yàn)原理、方法步驟的考查基本實(shí)驗(yàn)原理、方法步驟的考查 (2011年浙江杭州模擬年浙江杭州模擬)一塊玻璃磚有兩一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的(光光線不能通過(guò)此表面線不能通過(guò)此表面)現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針率給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚枚(P1、P2、P3、P4)、帶有刻度的直角三角板、量、帶有刻度的直角三角板、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述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直在紙上畫出直線在紙上畫出直線aa和和bb，aa表示鍍銀表示鍍銀的玻璃表面，的玻璃表面，bb表示另一表面，如圖所表示另一表面，如圖所示然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針示然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2(位置如圖位置如圖1245)用用P1、P2的連線表示的連線表示入射光線入射光線圖圖1245(1)為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4?試在題圖中標(biāo)出試在題圖中標(biāo)出P3、P4的位置的位置(2)然后，移去玻璃磚與大頭針試在題圖中然后，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通過(guò)作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角入射角i與折射角與折射角r.簡(jiǎn)要寫出作圖步驟簡(jiǎn)要寫出作圖步驟(3)寫出用寫出用i、r表示的折射率公式為表示的折射率公式為n_.【解析】【解析】(1)在在bb一側(cè)觀察一側(cè)觀察P1、P2(經(jīng)經(jīng)bb折射、折射、aa反射，再經(jīng)反射，再經(jīng)bb折射后折射后)的的像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳舷?，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迳螾3，使得，使得P3與與P1、P2的像在一條直線上，即讓的像在一條直線上，即讓P3擋住擋住P1、P2的像；的像；再插上再插上P4，讓它擋住，讓它擋住P2(或或P1)的像和的像和P3.P3、P4的位置如圖的位置如圖1246.圖圖1246【答案】見解析【答案】見解析【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】注重對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理、基本注重對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理、基本技能和方法的考查，一直是高考命題的根本技能和方法的考查，一直是高考命題的根本原則因此，理解并熟練掌握實(shí)驗(yàn)的原理、原則因此，理解并熟練掌握實(shí)驗(yàn)的原理、方法，是學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)和備考的重中之方法，是學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)和備考的重中之重另外，在數(shù)據(jù)處理上，可將正弦之比轉(zhuǎn)重另外，在數(shù)據(jù)處理上，可將正弦之比轉(zhuǎn)化為線段長(zhǎng)度之比，使數(shù)據(jù)處理變得簡(jiǎn)單而化為線段長(zhǎng)度之比，使數(shù)據(jù)處理變得簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析在利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)在利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中：驗(yàn)中：(1)甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面甲同學(xué)在紙上正確畫出玻璃磚的兩個(gè)界面aa和和bb后，不小心碰了玻璃磚使它向后，不小心碰了玻璃磚使它向aa方向平方向平移了少許，如圖移了少許，如圖1247所示則他測(cè)出的折射所示則他測(cè)出的折射率值將率值將_(選填選填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不變不變”)；圖圖1248(2)乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不自覺地將兩界面乙同學(xué)在畫界面時(shí)，不自覺地將兩界面aa、bb間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖1248所示，則他測(cè)得折射率所示，則他測(cè)得折射率_(選填選填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不變不變”)【解析】【解析】(1)如圖如圖1249甲所示，甲同學(xué)利用甲所示，甲同學(xué)利用插針?lè)ù_定入射光線、折射光線后，測(cè)得的入射插針?lè)ù_定入射光線、折射光線后，測(cè)得的入射角和折射角都沒(méi)有受到影響，因此測(cè)得的折射率角和折射角都沒(méi)有受到影響，因此測(cè)得的折射率將不變將不變 圖圖1249(2)如圖乙所示，乙同學(xué)利用插針?lè)ù_定入射如圖乙所示，乙同學(xué)利用插針?lè)ù_定入射光線和折射光線后，測(cè)得的入射角不受影響，光線和折射光線后，測(cè)得的入射角不受影響，但測(cè)得的折射角比真實(shí)值偏大，因此測(cè)得的但測(cè)得的折射角比真實(shí)值偏大，因此測(cè)得的折射率偏小折射率偏小【答案】【答案】(1)不變不變(2)偏小偏小【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】折射率測(cè)得準(zhǔn)確與否取決于折射率測(cè)得準(zhǔn)確與否取決于所畫光路所代表的傳播方向是否準(zhǔn)確，相應(yīng)所畫光路所代表的傳播方向是否準(zhǔn)確，相應(yīng)地所測(cè)入射角及折射角是否準(zhǔn)確，分析問(wèn)題地所測(cè)入射角及折射角是否準(zhǔn)確，分析問(wèn)題時(shí)抓住了這個(gè)基本原則，也就找到了分析問(wèn)時(shí)抓住了這個(gè)基本原則，也就找到了分析問(wèn)題的正確途徑題的正確途徑創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖折射率的儀器，如圖12410所示所示在一圓盤上，過(guò)其圓心在一圓盤上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑，在半徑OA上，垂直盤面插下兩枚大頭上，垂直盤面插下兩枚大頭針針P1、P2并保持并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得讓圓盤的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑液面與直徑BC相平，相平，EF作為界面的法線，而后作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周的像，并在圓周圖圖12410上插上大頭針上插上大頭針P3，使，使P3正好擋住正好擋住P1、P2，同，同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：可直接讀出液體折射率的值，則：(1)若若AOF30，OP3與與OC的夾角為的夾角為30，則則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為_(2)圖中圖中P3、P4兩位置哪一處所對(duì)應(yīng)的折射率兩位置哪一處所對(duì)應(yīng)的折射率值大？值大？答：答：_.(3)作作AO的延長(zhǎng)線交圓周于的延長(zhǎng)線交圓周于K，求，求K處所對(duì)應(yīng)處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為的折射率值應(yīng)為_【答案】【答案】(1)1.73(2)P4(3)1