光的折射（第2课时）导学案-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第1节光的折射导学案第二课时班级：姓名：【学习目标】科学探究：会用“插针法”测量玻璃的折射率．【自主学习】请学生阅读教材第82页的测量玻璃的折射率，完成下列问题eq\a\vs4\al(三、实验：测量玻璃的折射率)实验目的：___________________________________．实验原理：如图所示，用插针法确定入射光线和折射光线．画出法线测出入射角θ1和折射角θ2，则n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).实验器材：________、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、_______________、三角板(或直尺)、铅笔．【课堂合作探究】1．实验步骤(1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上．(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′.(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向．(6)连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′，用量角器量出入射角和折射角．(7)用上述方法测出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角．2．数据处理(1)计算法：通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，得出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)中求多次不同入射角时n的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率．(2)图像法：求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sinθ1­sinθ2图像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知图像应为直线，如图所示，其斜率为折射率．3．实验误差(1)入射光线和出射光线确定得不够精确．因此要求插大头针时两大头针间距应稍大．(2)入射角、折射角测量得不精确．为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱．【例题分析】例题：在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示．(1)在下图中画出完整的光路图．(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝________(结果保留三位有效数字).(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示．图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(选填“A”或“B”).[变式训练](2021·山东淄博高二检测)某同学利用“插针法”测量玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．(1)此玻璃砖的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；(2)P1、P2及P3、P4之间的距离适当________(选填“大”或“小”)些，可以提高准确度．【课堂达标检测】3、某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一个与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合．在玻璃一侧竖直插两个大头针P1和P2.在另一侧再先后插两个大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4和P3与P2和P1的像恰在同一直线上．移去玻璃圆柱和大头针后，如图所示．(1)在图中画出：①沿P1、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向；②光线在玻璃内的传播方向；③过光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r.(2)写出计算玻璃折射率的公式________．2．(折射定律的应用)人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图所示