测定玻璃砖折射率误差的分析

1、测定玻璃砖折射率误差的分析湖北应城一中何飞432400测定玻璃砖折射率是高中物理选修模块几何光学中考查的实验，该实验操作并不复杂，但是学生在实验中不细心，对实验理论掌握不透彻等因素的影响，造成实验误差的现象比比皆是.由于本实验中先要画出与玻璃砖等宽的平行边界线，然后将玻璃砖放入平行界线中间，并且在后面的实验过程中玻璃不能移动，所以玻璃砖的移动是造成本次实验误差的重要因 素，学会如何分析这些原因的形成，有利于指导我们的实验本文从折射率的定义出发，通过详细的作图分析，深入挖掘形成误差的原因并总结规律一、偏大型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度小于玻璃

2、砖的厚度作图1分析如下：PP3、P4是用插针法画出的出射光线，交玻璃砖的下表面于Oi，交所画界线bb于02，则Oi点为真实的出射光线和玻璃砖的交点，02为出射光线和所画有误界线的交点。连接OiO2，则光线OiO2为真实的折射光线，光线 002是实验者认为的折射光线，实则为有误 差的折射光线所以2为真实的折射角，ri为有误差的折射角由折射率的定义:sin isin r2_ sin i n测二sin r111ri : Dsin ri : sin a即测量结果偏大图2图3如图2所示，上边界aa画得低于玻璃砖的上表面，致使 aa和bb的间距小于玻璃砖的 厚度；如图3所示，上边界aa画得低于玻璃砖的上表

3、面，同时下边界bb画得高于玻璃砖的下表面，致使aa和bb的间距也小于玻璃砖的厚度。在这两种情况中，测量结果均偏大二、偏小型一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度大于玻璃砖的厚度作图4分析如下:图4P3、P4是用插针法画出的出射光线，Oi是出射光线和界线 bb的交点，反向延长与玻璃砖下表面的交点为001为有误差的折射光线,线ri为有误差的折射角,由折射率的定义可知:sin in真=sin r2T D : risin r2 : sin ri-n测:-n真即测量结果偏小02,连接00 1和00 2,则光光线002为真实的折射r2为真实的折射角_ sin i

4、 门测二 sin r.如图5所示，上边界aa画得高于玻璃砖的上表面，致使aa和bb的间距大于玻璃砖的厚度；如图6所示，上边界aa画得高于玻璃砖的上表面，同时下边界bb画得低于玻璃砖的下表面，致使aa和bb的间距也大于玻璃砖的厚度 在这两种情况中，测量结果均偏小 、不变型虽然在实验过程中，所作的界线aa与bb没有与玻璃砖的上下表面对齐，但界线aa与bb之间的距离仍等于玻璃测量结果将与真实值相等，测析如下：砖的厚度，此时得到的量结果不变作图7分02、04为入射光线PlP2延长线和出射光线 P3P4与上下边界的交点，03、01为出射光线P3P4的反向延长线和入射光线P1P2与玻璃砖上下表面的交点，入

5、射角为i，真实的折射角为ri，有误差的折射角为r2. O1O3为真实的折射光线，O2O4为有误差的折射光线.由于aa 与bb之间的距离等于玻璃砖的厚度，故：O1O2平行且等于 O3O4,所以四边形 O1O2O4O3为平行四边形.O1O3/O2O4，即：ri=r2.由折射率的定义知：sin isin in真=n测二sin r1sin r2V sin ri 二 sin r2真二n测即测量结果与真实值相等可见，不论在实验过程中边界线如何画，若上下界线上的入射点和出射点间距离小于玻璃砖厚度，测量结果就大于真实值；若上下界线上的入射点和出射点间距离大于玻璃砖厚度， 测量结果就小于真实值； 若上下界线上的入射点和出射点间距离等于玻璃砖