版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
实验十九测量玻璃的折射率
一、实验目的1.测定玻璃的折射率。2.学会用插针法确定光路。二、实验原理与要求2.实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。3.实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上。(2)在白纸上画一条直线aa′,并取aa′上的一点O为入射点,作过O点的法线MM′。(3)画出线段AO作为入射光线,并在AO上插上P1、P2两根大头针。(4)在白纸上放上玻璃砖,使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐,并画出另一条长边的对齐线bb′。2.注意事项(1)用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面,严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb′。(2)实验过程中,玻璃砖在纸上的位置不可移动。(3)大头针应竖直地插在白纸上,且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一点,以减小确定光路方向时造成的误差。(4)实验时入射角不宜过小,否则会使测量误差过大,也不宜过大,否则在bb′一侧将看不到P1、P2的像。A.甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行,其他操作正确B.乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,将玻璃砖向aa′方向平移了少许,其他操作正确C.丙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时,其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些,其他操作正确上述几位同学的操作,对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)。
[解析]
(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′不平行,不会影响入射角和折射角的确定;乙同学将玻璃砖向aa′方向平移了少许,直线aa′、bb′之间的距离仍然等于玻璃砖的厚度,入射角和折射角的大小不变;丙同学在白纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些,使画出的入射点向左移,出射点向右移,所画的折射角比实际值大,算得的折射率将偏小。[答案]
(1)AB
(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中,在已确定好的入射方向AO上插了两枚大头针P1和P2,如图所示(①②③是三条直线)。在以后的操作中,下列说法正确的是________。A.在bb′侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在③线上B.保持O点不动,减小入射角,在bb′侧调整观察视线,另两枚大头针P3和P4可能插在①线上C.保持O点不动,增大入射角,在bb′侧调整观察视线,看不清P1和P2的像,这可能是光在bb′侧面发生全反射[解析]
(2)由折射定律可知,光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移,由于光线在上表面折射时,折射角小于入射角,则出射光线向②一侧偏移,如图,故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上,故A错误;若保持O点不动,减小入射角,折射角也减小,另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上,故B正确;若保持O点不动,增大入射角,在bb′侧调整观察视线,看不清P1和P2的像,反射光增强,折射光线减弱,根据光路可逆性原理可知,光线不可能在bb′界面发生全反射,故C错误。[答案]
(2)B
数据处理与分析[典例2]
(2019·高考天津卷)某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________。A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些[解析]
(1)测定玻璃折射率的关键是根据入射光线和出射光线确定在玻璃中的传播光线,因此选用光学表面间距大的玻璃砖以及使同侧两枚大头针间的距离尽量大些都有利于提高实验的准确程度,A、D正确;两光学表面是否平行不影响折射率的测量,为减小误差,应选用细长的大头针,故B、C错误。
[答案]
(1)AD(2)该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是________。[解析]
(2)两光学表面平行的玻璃砖的入射光线与出射光线平行,在空气中的入射角大于玻璃中的折射角,在题图中,根据玻璃砖界线及四个孔洞位置分别作出光路图及法线,如图1所示分析可知实验操作正确的是D。[答案]
(2)D(3)该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN′的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=________。(用图中线段的字母表示)(1)用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d。(2)在瓶内装满水。(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中。(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去,若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点),同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像相重合。如图,若水面恰与直尺的C点相平,则________和________分别等于入射角和折射角。(5)读出________和________的长度。(6)由题中所给条件和前面步骤得到的数据,可以计算水的折射率n=________。创新评价本实验创新之处在于由测液体的折射率替代测玻璃砖的折射率,数据处理根据单位圆法转换为数学知识获取。
实验设计创新[典例4]某同学测量玻璃砖的折射率,准备了下列器材:激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示,直尺与玻璃砖平行放置,激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面,在直尺上观察到A、B两个光点,读出O、A间的距离为20.00cm,A、B间的距离为6.00cm,测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1=10.00cm,玻璃砖厚度d2=4.00cm。玻璃的折射率n=________,光在玻璃中传播速度v=________m/s(光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s,结果均保留2位有效数字)。[答案]
1.2
2.5×108创新评价利用激光笔结合标尺分析光点的位置变化替代插针法,实验操作过程利用了光的折射和反射。
1.“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P2的像C.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,请你将光路图补充完整,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=________。(用图中标出的测量角表示)解析:(1)实验的过程中,要先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3
、P4,使P3挡住P1
、P2的像,使P4挡住P3和P1
、P2的像。(2)光路图如图所示,2.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整视线使P1的像被P2
挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像,P4挡住P3以及P1和P2的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓,如图甲所示,其中O为两圆弧圆心,图中已画出经过P1、P2点的入射光线。(1)在图上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射角和折射角,请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)用所测物理量计算折射率的公式为n=________。(4)为了保证在CD得到出射光线,实验过程中,光线在AB的入射角应适当________(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)。(5)多次改变入射角,测得几组入射角和折射角,根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图乙所示的图象,由图象可知该玻璃的折射率n=________。解析:
(1)连接P3、P4与CD交于一点,此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置,
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 年产xxx核电站发电项目建议书
- 年产xx橡胶密封垫圈项目建议书
- 儿童灯项目可行性研究报告
- 2024年高性能陶瓷复合材料项目资金筹措计划书
- 中班教案:春天的小使者
- 煤矿顶板安全培训
- 2022-2023学年广东省深圳市宝安区六年级上学期期末英语试卷
- 大班空气教案11篇
- 季羡林《我的童年》说课稿
- 小班社会教案:小熊讲理啦
- 2024年官方兽医牧运通考试题库(含答案)
- 国资国企企业学习二十届三中全会精神专题培训
- 从偏差行为到卓越一生3.0版
- 西昌古诗文品读智慧树知到期末考试答案2024年
- 特殊资源教室建设方案
- 通信工程生涯发展规划
- 幼儿园大班语言科学:《塑料瓶到哪里去了?》课件
- 医用护理垫备案
- 增值税发票中英文参考版
- 北斗系统在应急物流信息化中的应用ppt
- 钢结构工程冬季专项施工方案(完整版)
评论
0/150
提交评论