实验十六　测量玻璃的折射率

4/4实验十六测量玻璃的折射率考情调研命题特征测量玻璃的折射率实验在往年高考中考查较少。在新高考中的2021年浙江1月选考和2023年海南卷、广东卷都有考查，可见新高考对本实验的考查热度有所增加。因此在2025年备考中还应引起足够重视1.考装置：测量长方体、球体等不同形状玻璃砖的折射率。2.考操作：画出某一界面上的入射光线和折射光线，确定入射角和折射角。3.考数据：计算法、图像法或“单位圆”法小朱同学用插针法测定玻璃砖的折射率。【实验原理】（1）当光从空气射入玻璃时，若入射角为i，折射角为r，根据折射定律n＝，可计算出玻璃的折射率。【实验步骤】（2）实验桌上的方木板上有一张白纸，白纸上放有如图1所示的实验器材，小朱同学认为除了量角器外还缺少一种器材，则所缺器材的名称为。将器材配齐后，他进行实验，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。在玻璃砖的一侧插入两枚大头针P1、P2。眼睛在另一侧透过玻璃砖看P1和P2，使P1的像被P2的像挡住，在眼睛这一侧再插入第三枚大头针P3，使它把P1、P2的像挡住，再透过玻璃砖观察，调整视线方向，插上第四枚大头针P4时应使其遮挡住。【注意事项】（3）为取得较好的实验效果，下列操作正确的是（填选项前字母）。A.必须选用上、下表面平行的玻璃砖B.入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些

【数据处理】（4）小朱同学在量入射角和折射角时，由于没有使用量角器，在完成了光路图以后，在P1、P2所在的直线上取一点A，将光线的出射点记为O'，用圆规以光线的入射点O为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂直入射光线法线的直线，垂足分别为B点和D点，如图2所示，若他测得AB＝7.5cm，CD＝5cm，则可求出该玻璃砖的折射率n＝。【误差分析】（5）若小朱同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图3所示，其他操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则折射率测量值（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。听课记录1.注意事项（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之间、P3与O'之间距离要稍大一些。（2）入射角i不宜太大（接近90°），也不宜太小（接近0°）。（3）操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也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。2.数据处理（1）计算法：算出不同入射角时的n＝sinisinr，（2）作sini-sinr图像：由n＝sinisinr可知图像应是过原点的直线，如图1所示，（3）“单位圆”法：如图2所示，sini＝EHOE，sinr＝E'H'OE'，OE＝OE'＝R，则

（2024·安徽亳州模拟）在“测玻璃的折射率”实验中：（1）如图甲，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（填正确选项前字母）。A.若不小心用手触摸了光学面，不会影响测量B.实验中，可以将玻璃砖界面当尺子画界线C.测梯形玻璃砖、三角形玻璃砖和半圆形玻璃砖的折射率均可用“插针法”D.玻璃砖的两个光学面aa'、bb'一定要平行，否则会有误差（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（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。（3）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图乙所示，从图像可知玻璃砖的折射率等于。（4）如图丙所示，在实验过程中画出界面aa'后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面bb'画到了图中虚线位置，而在作光路图时界面aa'仍为开始所画的，则所测得的折射率将（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【典例】（2023·广东高考11题）某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下。（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界；（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射，到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点、M点和激光笔出光孔Q的位置；②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，如图（a）所示；③用刻度尺测量PM和OM的长度d1和d2。PM的示数如图（b）所示，d1为cm。测得d2为3.40cm。（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式n＝；由测得的数据可得折射率n为（结果保留3位有效数字）。（4）相对误差的计算式为δ＝测量值－真实值真实值×100％。为了减小d1、d2测量的相对误差，实验中激光在M三步稳解题（1）分析实验目的：用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃砖的折射率。（2）确定实验原理：根据实验中在白纸上标记的各点，画出入射光线和出射光线，从而确定入射角和出射角。（3）制定数据处理方案：根据公式n＝sini听课记录（2023·海南高考14题）用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处，回答下列问题：（1）请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图；（2）已经测出AB＝l1，O