科学测量玻璃的折射率课件高二上学期物理选择性

第四章

光的折射和全反射第2节科学测量：玻璃的折射率真的是钻石吗？材料的折射率是光学材料的重要指标。例如，在制造汽车挡风玻璃时，对折射率和形状都有十分严格的要求;在钻石鉴定过程中，常常根据折射率的大小来判断钻石的真伪。根据折射定律可以测量玻璃的折射率。汽车挡风玻璃1.会测量玻璃等材料的折射率。2.知道用插针法确定光路图。3.能正确处理实验数据，知道实验的注意事项，会进行实验的误差分析。实验测量玻璃的折射率长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。

1.实验原理2.实验器材3.实验步骤（1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）；（2）在白纸上画一条线a作为界面，过a上的一点O（作为入射点）画法线NN′，并画AO作为入射光线；（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与a对齐（确保O为实际入射点），确定玻璃砖的另一界面a′（确保出射点准确）；（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P2、P1的像，记下P3、P4位置；（5）移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线DC与a′交于O′（作为实际出射点），直线O′D代表沿AO方向的入射光通过玻璃砖后的传播方向；（6）连接OO′，入射角

1=∠AON

，折射角

2＝∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中；（7）用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中；（8）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，最后求出几次实验的平均值为折射率。

（2）图象法4.数据处理（1）平均值法

（3）作图法（1）实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′点之间距离要稍大一些。（2）入射角θ1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。（3）在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。（4）在实验过程中，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。5.注意事项（1）入射光线和出射光线确定得不够精确，因此要求插大头针时，两大头针间距应适当大一些。（2）入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。6.误差分析1.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（）A．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像B．实验中为方便操作可用玻璃砖代替尺子画线。C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大一些D．为减小测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面法线的夹角越大越好C2.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是（）A.大头针P4

须挡住P3及P1、P2的像B.入射角越大，折射率的测量越准确C.利用量角器量出i1、i2，不可求出玻璃砖的折射率D.如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′，折射率的测量值将偏大A3.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图后,以O点为圆心,10cm为半径画圆,分别交线段OA于A点,交线段OO'的延长线于C点,过A点作法线NN'的垂线AB交NN'于B点,过C点作法线NN'的垂线CD交NN'于D点,如图所示。用刻度尺量得OB=8cm,CD=4cm,由此可得出玻璃的折射率n=

。

1.54.在利用插针法测量玻璃折射率的实验中:(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后,不小心碰了玻璃砖使它向aa'方向平移了少许,如图甲所示。则他测出的折射率将

(选填“偏大”“偏小”或“不变”);

(2)乙同学在画界