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文档简介

10.6折射率的测量折射率是衡量不同介质光学性质的重要参数。在眼镜制作过程中,我们必须精确掌握镜片的折射率,以确保其能准确矫正视力。

同样地,在制作望远镜、显微镜等光学仪器时,了解玻璃的折射率至关重要,折射率可确保光线正确传播和聚焦。我们甚至可以通过测量折射率来辨识钻石的真伪。那么,我们在物理实验室中如何测量折射率呢?情景引入实验目的(1)会用插大头针的方法确定光通过玻璃砖的传播路径。(2)会测量光从空气斜射入玻璃砖的入射角和折射角,由此得到玻璃的折射率。思考如果要测量折射率的话，可以采用什么方案？测量折射率的方法非常直观,只需用激光直接照射玻璃砖,然后确定入射光线和折射光线的位置,用量角器测量出入射角和折射角,最后利用折射率公式进行计算。？在实际操作中,我们发现很难确定入射光线和折射光线的精确位置。因为激光的光束相当集中,直接照射时很难精确判断光的传播路径。此外,激光照射可能会引发较强的反射和散射效应,对折射现象的观察和测量产生一定的干扰。

相比之下,用“插针法”测量玻璃砖的折射率更容易确定入射光线和折射光线的位置。“插针法”是一种常用的测量折射率的方法。如图10.6.1所示,在实验中,首先在玻璃砖的AB面前插上两枚大头针P1和P2。随后,在玻璃砖的CD面的后侧观察,手持第三枚大头针P3,透过玻璃砖观测,移动P3,直到发现它能恰好挡住前两枚大头针。按照同样的方法,插好第四枚大头针P4。通过玻璃砖可以看到这四枚大头针都位于同一直线上。根据两点确定一条直线的原理,可以确定P1P2为入射光线,P3P4为出射光线。接下来,通过作图和测量,可以进一步确定入射光线、折射光线、入射角和折射角。这种方法可避免外部其他光源的干扰,易于操作,且能提高测量的准确性。本节的实验器材有:透明玻璃砖、大头针、木板、白纸、刻度尺、量角器、图钉、铅笔等。

原理把白纸固定在实验图板上,并将玻璃砖放在白纸上,用笔描下玻璃砖的两平行界面AB和CD,在随后的实验步骤中,玻璃砖固定不动。(2)在玻璃砖AB面的一侧,把两枚大头针P1、P2竖直插在白纸上,并使P1、P2的连线与AB相交于O点,P1P2就作为入射光线。(3)在玻璃砖CD面的一侧移动视线,使眼睛看到的P1、P2的虚像能重合在一起,沿着该视线的方向在CD这一侧再竖直插两枚大头针P3和P4,并使这四枚大头针看起来重合在一起(主要看大头针接触白纸的上方一点点的地方),P3P4就作为从玻璃砖折射出来的光线。(4)移去玻璃砖,过P3和P4两点作一直线交CD于O1点,连接OO1,即为玻璃砖中的折射光线,用量角器测出折射角α2。(5)按上述步骤改变入射光线方向,再测两次,并将数据记录在表10.6.1中。(1)为什么插针时不能让P

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