实验《测量玻璃的折射率》

1、测量玻璃的折射率学习材料 【教学目的】 1 测定一块玻璃砖的折射率； 2. 验证光的折射定律。 【实验器材】 1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔 【实验原理】 用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时， 从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相比只有一定得侧移。只 要我们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应的折射光线，从而求 出折射角。再根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率 n=sini /sin r。 插针法确定光路的基本原理：当后两枚大山 冲头针与 0创 前两枚大头针在玻璃中的虚像处于

2、同一视线上 枚大头针处于同一光路上 【实验步骤】 1、把白纸用图钉固定在木板上 2、 在白纸上画一条直线 aa作为界面（如图所示），过aa 上一点0作垂直于aa的直线 NN作为法线，过0点画一条入射光线A0,使入射角i适当大些。 3、在A0线上竖直地插两枚大头针 R、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个 面与aa重合。 4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线 bb。 5、在玻璃砖的bb 一侧白纸上竖直地立一枚大头针 P3，调整视线，同时移动P3的位置，使 P3恰好能同时挡住P、F2的像，把大头针P3竖直插在此时位置。 6、 同样，在玻璃砖bb 一侧再竖直地插一枚大头针 P4，使P4能挡住P3

3、本身，同时也挡住 P、F2的像。 7、移去玻璃砖，拔去大头针，过 P3、F4做一条直线B0交bb于0 点，连接00,，00 就是入射光线A0在玻璃砖内的折射光线，折射角为r。 8、用量角器量出入射角i和折射角r的大小。 9、改变入射角i，重复上面的步骤再做三、四次。 10、 算出不同入射角时，n =sin i/sin r的值，求出几次实验中n的平均值就是玻璃的折射 率。（或图像法求折射率：用sin i表示纵坐标，用sin r表示横坐标，则图线的斜率就是玻 璃的折射率。） 注：遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）； 【记录数据】 数项值次数 1 2 3 入射角i 折

4、射角r sin i sin r n =sin i /sin r 【注意事项】 1、玻璃砖应选择宽度较大的（一般要求5cm以上），以减小确定光路方向时出现的误差, 提高测量的准确度。 2、操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线，以免 损坏玻璃砖的光学表面。（先在白纸上画直线作为玻璃砖的界面，再画玻璃砖的另一界面 时，对齐玻璃砖的另一长边，用大头针确定两点，并以此两点画直线bb作为玻璃砖的另 一界面。） 3、大头针应垂直地插在纸上，同侧两针之间的距离要稍大些； 4、 入射角应在3075范围内取值较好。入射角过小，折射角更小，？测量相对误差增 大；入射角过大，导致反射光

5、太强，折射光太弱，像不清楚，不易观察，很难确定巳、P4 的位置 5、为检验光路是否正确，可分别从两个侧面看对面的象是否在同一光路上 Tfc-3 1 1Tf1 杯扩 画好 平移了 示，如 变化。 6实验中，一旦玻璃砖宽度所定的界面 aa和bb 后，放置的玻璃砖就不要随便移动。如果稍微上下 玻璃砖，则对测量结果没有影响，其光路图如图所 果玻璃砖稍微倾斜移动，则测得的折射率肯定发生 射角又 不到 这种情 7、如果插针P、P2的连线过分倾向玻璃砖右侧，且入 大于某一数值，会出现隔着玻璃砖沿 F2、Pi方向观察 P、P2两插针的情况，此时的光路图如图所示，遇到 况，可将玻璃砖沿aa界面向右平移 8、本实

6、验不要求玻璃砖的两个界面保持平行。若界面不平行，仅会改变从玻璃砖内出射 光线的方向，对入射界面两侧的光路没有影响，照样能测得其折射率。 【思考题】 1、如果实验室未配备量角器，而是给了刻度尺和圆规，那么可以怎么测量？ （将角度转换成长度比） 2、如果玻璃砖不是梯形，而是半圆型、圆形或三角形，那么可以怎么测量？ （只要能作出光路就可以） 3、 在本实验中的光路中你还发现了什么？（出射光与入射光平行）该如何解释这一现象？ （光路可逆） 【巩固练习】 1、在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射 光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图的四组插针结果。 从图上看，肯定把针插错了的同学是乙.（2） 从图上看，测量结果准确度最高的同学 是 丁 . *x XX X X X X X X X 甲 乙 丙 丁 2、（ 06江苏高考） 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上 画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示，其中甲、丙两同学用 的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa、bb为 界面画光路图。