4.2+测量玻璃的折射率+课件-【知识精讲精研】高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册

第四章光及其应用粤教版选择性必修一第二节测量介质的折射率知识回顾1.光的折射定律三线共平面，法线居中间。两角不相等，空气中角大。2.折射率测定介质的折射率玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。测定介质的折射率怎样确定与入射光线AO相对应的折射光线OO′？怎样确定入射光线AO、出射光线O′D？测定介质的折射率三、实验器材

木板、白纸、图钉、长方形玻璃砖、大头针、铅笔

量角器、三角板(或直尺)

插针法测定玻璃的折射率——操作步骤1.如图所示，把白纸铺在木板上，用图钉固定。aa’ONN’A2．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．插针法测定玻璃的折射率——操作步骤3．把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其一条长边与aa′重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb′.aa’bb’ONN’A插针法测定玻璃的折射率——操作步骤aa’bb’ONN’A4．在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2.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．P2P1插针法测定玻璃的折射率——操作步骤aa’bb’ONN’A5.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．P2P1P4P3插针法测定玻璃的折射率——操作步骤aa’bb’ONN’A6．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OO′，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．P2P1P4P3O’插针法测定玻璃的折射率——操作步骤7．改变入射角，重复实验5次．插针法测定玻璃的折射率——操作步骤aa’bb’ONN’Aiγ计算法处理实验数据：用量角器测量入射角i和折射角γ，并查出其正弦值sini和sinγ.测定介质的折射率测定介质的折射率2．图象法以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率k，则，故玻璃砖折射率。五、数据处理1．平均值法算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均值，即为玻璃砖的折射率。测定介质的折射率3．作图法在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点、OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示。由于，且CO＝DO，所以折射率。测定介质的折射率六、误差分析(1)入射光线和出射光线确定得不够精确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。尽可能将大头针竖直插在纸上，且P2、P3应靠近玻璃砖，P1与P2、P3与P4之间的距离尽可能远一些(2)入射角和折射角的测量造成误差入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小（若过大，大头针P1、P2射入玻璃中的光线量减少，反射光增强折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将变得暗淡、模糊、较粗，不利于瞄准插大头针P3、P4）（若过小，折射角小，误差大）1、某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1-sinθ2图像，如图所示，则下列判断正确的是（）A．他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率为1.5D．他做实验时，研究的是光从玻璃射入空气的折射现象AC课堂练习2、学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为______