【高中物理】实验：光的折射（第二课时）课件-2023-2024学年高二上人教版（2019）选择性必修第一册

第四章

光第1节

光的折射

（第二课时）人教版（2019）选择性必修一目录一、实验目的：测定玻璃砖的折射率二、实验原理：光的折射定律三、实验方法：插针法四、实验器材：木板，白纸，图钉，玻璃砖，大头针，木板，量角器五、实验步骤六、实验数据记录七、实验数据处理八、实验注意事项九、实验误差分析生活中有很多折射现象，不同的物质中，光的偏折程度往往不同，我们可不可以将这一原理运用到生活中去呢？海面上海市蜃楼现象水中的筷子折断了光路发生了改变刻度尺不水平新课导入知识讲解课堂小结随堂练习布置作业同学们知道这是什么吗？玻璃、锆石还是钻石？我们能不能利用所学知识进行判断？怎么判断？利用光的折射现象，计算折射率即可判断新课导入知识讲解课堂小结随堂练习布置作业实验：测定玻璃砖的折射率一、实验目的：测定玻璃砖的折射率二、实验原理：光的折射定律三、实验方法：插针法四、实验器材：木板，白纸，图钉，玻璃砖，大头针，木板，量角器新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业长方形玻璃砖大头针图钉白纸直尺、量角器木板实验器材展示新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业1.把白纸铺在塑料板上。7.改变入射角,重复实验。2.在白纸上画一直线aa'作为界面,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,并使其长边与aa'重合,再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb'。4.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。5.从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上两枚大头针P3、P4,使P3能挡住P1、P2的像,P4能挡住P3本身及P1、P2的像。6.移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置,过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折射角。五、实验步骤新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业实验步骤演示新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业六、实验数据记录物理量入射角i

（度）sini折射角r

（度）sinr折射率n1

2

3

4

5

新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业将实验结果记录在表格中七、实验数据处理如图所示,通过插针法找出跟入射光线对应的出射光线,从而找出折射光线和折射角θ2,用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2

再根据n=

，多次测量，求出玻璃的折射率平均值。方法一：多次测量取平均值法新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业方法二：作图法改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2图象由n=可知图象应为直线,如图所示,其斜率为玻璃的折射率。注：该图可直接由计算机软件拟合出来新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业方法三：辅助线段法作P1O=OC,可得折射率就是P1B与DC的比值这种方法误差较大？能不能改进一下？n=

新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业aa’bb’OO’Aθ1θ2EFGH方法四：单位圆法n=

新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业1.实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O'之间距离要稍大一些。2.入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°)。当θ1太大时,反射光较强,出射光较弱;当θ1太小时,入射角、折射角测量的相对误差较大。3.操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,更不能把玻璃砖界面当作尺子画界线。4.实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。5.玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5cm以上,若宽度太小,则测量误差较大。1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故在入射侧和出射侧所插两枚大头针的间距应大一些。2.入射角和折射角的测量造成误差。入射角应适当大一些,可以减小测量的相对误差。八、实验注意事项九、实验误差分析新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业【学以致用1】某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，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)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)．(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．大iγ随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用2】如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为n＝________.l1和l3随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用3】测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示.在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4.(1)在插P3和P4时，应使________(选填选项前的字母).A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P3C.P3同时挡住P1、P2的像D.P4挡住P3及P1、P2的像(2)按(1)中的做法确定大头针P3和P4的位置，请将光路图补充完整，并在图中标出需要测量的量，则玻璃砖的折射率可表示为n＝______.(用图中标出的测量量表示)CD随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业【学以致用4】在测定玻璃折射率的实验中:(1)某同学实验插针的步骤如下(2)以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心,以某一适当长度R为半径画圆,与OA交于A,与OO'的延长线交于C,如图所示,过A、C分别作玻璃砖界面的法线MN的垂线,图中B、D分别为垂足,用刻度尺量得AB=45mm,CD=30mm,则玻璃砖的折射率为

。

A.在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2;B.通过玻璃砖观察P2、P1,调整视线,直到P1的像被P2的像挡住;C.再观察一侧插上大头针P3、P4,记下P3、P4的位置。这位同学在操作中有什么重要疏漏?

插针时应使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P1、P2、P3的像

1.5随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业一、实验4种数据处理方式：多次测量取平均值、作图、辅助线段法以及“单位圆法”，前面两种方式准确，受限于数学用表（如有电脑办公软件很方便）；第四种方式更方便