一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?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_定光路二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 如圖實(shí)如圖實(shí)11所示，當(dāng)光線所示，當(dāng)光線AO1以一定的入射角以一定的入射角1穿過(guò)兩面平穿過(guò)兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈械牟ＡТu時(shí)，通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€入射光線AO1對(duì)應(yīng)的出射光線對(duì)應(yīng)的出射光線O2B，從而求出折射光線從而求出折射光線O1O2和折射角和折射角2，再根據(jù)再根據(jù)n 或或n 算出玻璃的折射率算出玻璃的折射率圖實(shí)圖實(shí)11三、實(shí)驗(yàn)器材三、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、鉛筆四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖實(shí)如圖實(shí)12所示，所示， 把白紙鋪在木板上把白紙鋪在木板上2在白紙上畫(huà)一直線在白紙上畫(huà)一直線aa 作為界面，過(guò)作為界面，過(guò)aa上的上的 一點(diǎn)一點(diǎn)O畫(huà)出界面的法線畫(huà)出界面的法線NN， 并畫(huà)一條線段并畫(huà)一條線段AO作為入射光線作為入射光線圖實(shí)圖實(shí)123把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，并使其長(zhǎng)邊與把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，并使其長(zhǎng)邊與aa重合，再重合，再 用直尺畫(huà)出玻璃磚的另一邊用直尺畫(huà)出玻璃磚的另一邊bb.4在線段在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.5從玻璃磚從玻璃磚bb一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)的像，調(diào) 整視線的方向直到整視線的方向直到P1的像被的像被P2的像擋住再在的像擋住再在bb一側(cè)插一側(cè)插 上兩枚大頭針上兩枚大頭針P3、P4，使，使P3能擋住能擋住P1、P2的像，的像，P4能擋住能擋住P3 本身及本身及P1、P2的像的像6移去玻璃磚，在拔掉移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4的同時(shí)分別記下它們的同時(shí)分別記下它們 的位置，過(guò)的位置，過(guò)P3、P4作直線作直線OB交交bb于于O.連接連接O、O， OO就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向AON為入射角，為入射角， OON 為折射角為折射角7改變?nèi)肷浣牵貜?fù)實(shí)驗(yàn)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理1計(jì)算法：用量角器測(cè)量入射角計(jì)算法：用量角器測(cè)量入射角1和折射角和折射角2，并查出其，并查出其 正弦值正弦值sin1和和sin2.算出不同入射角時(shí)的算出不同入射角時(shí)的 并取平均并取平均值值2作作sin1sin2圖象：改變不同的圖象：改變不同的 入射角入射角1，測(cè)出不同的折射角，測(cè)出不同的折射角2， 作作sinsin2圖象，由圖象，由n 可知可知 圖象應(yīng)為直線，如圖實(shí)圖象應(yīng)為直線，如圖實(shí)13所示，所示， 其斜率為折射率其斜率為折射率圖實(shí)圖實(shí)133“單位圓法單位圓法”確定確定sin1、sin2， 計(jì)算折射率計(jì)算折射率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(huà)圓，交入射光線為半徑畫(huà)圓，交入射光線OA于于E點(diǎn)，點(diǎn)， 交折射光線交折射光線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. 如圖實(shí)如圖實(shí)104所示，所示，sin1 sin2 OEOER，則，則n 只要用刻度尺測(cè)出只要用刻度尺測(cè)出EH、EH的長(zhǎng)度就可以求出的長(zhǎng)度就可以求出n.圖實(shí)圖實(shí)14六、注意事項(xiàng)六、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紙上，且實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能將大頭針豎直插在紙上，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1不宜太大不宜太大(接近接近90)，也不宜太小，也不宜太小(接近接近0) 太大：反射光較強(qiáng)，出射光較弱；太?。喝肷浣?、折射角太大：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)誤差較大測(cè)量的相對(duì)誤差較大3操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面，更不能把操作時(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(huà)界線玻璃磚界面當(dāng)尺子畫(huà)界線4實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變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以上，若寬度太小，以上，若寬度太小， 則測(cè)量誤差較大則測(cè)量誤差較大七、誤差分析七、誤差分析1入射光線、出射光線確定的準(zhǔn)確性造成誤差，故入射側(cè)、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)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些出射側(cè)所插兩枚大頭針間距應(yīng)大一些2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，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)誤差以減小測(cè)量的相對(duì)誤差八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)八、實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 本實(shí)驗(yàn)可用半圓形玻璃磚代替長(zhǎng)方形玻璃磚，做法如下：本實(shí)驗(yàn)可用半圓形玻璃磚代替長(zhǎng)方形玻璃磚，做法如下： 在平鋪的白紙上垂直紙面插在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針大頭針P1、P2，確定入射光線，并，確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚另，在玻璃磚另一側(cè)垂直紙面插大頭針一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使，使P3擋擋住住P1、P2的像，連接的像，連接OP3，作光路圖，作光路圖如圖實(shí)如圖實(shí)15所示則折射率所示則折射率n圖實(shí)圖實(shí)15 如圖實(shí)如圖實(shí)16所示，所示，用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，以下各說(shuō)法中正確的是以下各說(shuō)法中正確的是 () AP1、P2及及P3、P4之間的距離之間的距離適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度適當(dāng)大些，可以提高準(zhǔn)確度 BP1、P2及及P3、P4之間的距離取之間的距離取得小些，可以提高準(zhǔn)確度得小些，可以提高準(zhǔn)確度圖實(shí)圖實(shí)16 C入射角入射角1適當(dāng)大些可以提高準(zhǔn)確度適當(dāng)大些可以提高準(zhǔn)確度 D入射角太大，折射光線會(huì)在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全入射角太大，折射光線會(huì)在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射，使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行反射，使實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行 EP1、P2的間距，入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān)的間距，入射角的大小均與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度無(wú)關(guān) 解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的入射光線和折射光線都是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的入射光線和折射光線都是通過(guò)隔著玻璃磚觀察成一直線后確定的，大頭針相互間的距離通過(guò)隔著玻璃磚觀察成一直線后確定的，大頭針相互間的距離太小，容易出現(xiàn)偏差，太小，容易出現(xiàn)偏差，A正確、正確、B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤； 入射角適當(dāng)大些，相應(yīng)的折射角也增大，折射現(xiàn)象較明入射角適當(dāng)大些，相應(yīng)的折射角也增大，折射現(xiàn)象較明顯，容易測(cè)量些，顯，容易測(cè)量些，C正確、正確、E錯(cuò)誤；錯(cuò)誤； 由于光通過(guò)玻璃磚時(shí)，各相關(guān)角度是互相制約著的，由于光通過(guò)玻璃磚時(shí)，各相關(guān)角度是互相制約著的，其出其出 射角恒等于入射角，而對(duì)于入射角的界面，光線是從射角恒等于入射角，而對(duì)于入射角的界面，光線是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角必小于入射角，當(dāng)入射角趨光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角必小于入射角，當(dāng)入射角趨于最大值于最大值90，折射角也趨于最大值，折射角也趨于最大值C，而對(duì)于出射的界面，而對(duì)于出射的界面，在玻璃磚內(nèi)的折射光線的入射角最大值也只能為在玻璃磚內(nèi)的折射光線的入射角最大值也只能為C，根據(jù)光，根據(jù)光路可逆原理，出射角最大也趨于路可逆原理，出射角最大也趨于90，即始終能透過(guò)玻璃磚，即始終能透過(guò)玻璃磚看到入射光線，看到入射光線，D錯(cuò)錯(cuò)答案答案 AC 學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，學(xué)校開(kāi)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)，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)量液體折射率的儀器，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖實(shí)如圖實(shí)17所示在一圓盤(pán)上，過(guò)其所示在一圓盤(pán)上，過(guò)其圓心圓心O作兩條互相垂直的直徑作兩條互相垂直的直徑BC、EF，圖實(shí)圖實(shí)17在半徑在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持，并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑而且總使得液面與直徑BC相平，相平，EF作為界面的法線，而后在作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針的像，并在圓周上插上大頭針P3，使使P3正好擋住正好擋住P1、P2的像同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周的像同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：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)的處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為折射率的值為_(kāi)(2)圖中圖中P3、P4兩位置，兩位置，_處所對(duì)應(yīng)的折射率值大處所對(duì)應(yīng)的折射率值大 (3)作作AO的延長(zhǎng)線交圓周于的延長(zhǎng)線交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為_(kāi) 解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)本題考查利用插針?lè)y(cè)定液體的折射率本題考查利用插針?lè)y(cè)定液體的折射率和對(duì)折射率的理解和對(duì)折射率的理解 (1)根據(jù)折射定律根據(jù)折射定律n 題中題中160，2AOF30，所以，所以n 1.73. (2)圖中圖中P4對(duì)應(yīng)的入射角大于對(duì)應(yīng)的入射角大于P3所對(duì)應(yīng)的入射角，所以所對(duì)應(yīng)的入射角，所以P4對(duì)應(yīng)的折射率大對(duì)應(yīng)的折射率大 (3)因因A、O、K在一條直線上，入射角等于折射角，所在一條直線上，入射角等于折射角，所以以K處對(duì)應(yīng)的折射率為處對(duì)應(yīng)的折射率為1.答案答案 (1)1.73(2)P4(3)1