高中物理实验测定玻璃的折射率课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,实验,:,测定玻璃的折射率,1,2,：在光的折射现象中，光路是否可逆？,课前复习,1,：,折,射,率,n,的,定义式,决,定,式,？,n=,c,v,真空（空气）,介质,N,N,A,O,B,2：在光的折射现象中，光路是否可逆？课前复习1：折射率n的定,2,P,1,P,2,P,3,P,4,O,O,1,实验测定玻璃的折射率,自主学习,实验原理,问题,1,：你认为测玻璃的折射率适合用哪个公式呢？用什么方法确定光路？,问,题,2,：,在,实验中怎样确定入射光线,AO,对应的出射光线,O,1,A,1,，,从而确定折射光线呢？,A,A,1,（,2,）,透过玻璃砖，在玻璃砖的,bc,侧观察,P,1,、,P,2,的像，调整视线方向直到,P,2,的像挡住,P,1,的像,。再在,bc,侧竖直插上大头针,P,3,，使,P,3,挡住,P,1,P,2,在的像,。用同样的方法在玻璃砖的,bc,侧再插上大头针,P,4,，使,P,4,能,同时挡住,P,3,本身和,P,1,P,2,的像。,（,3,）,过,P,3,、,P,4,作直线,O,1,A,1,与,bc,交于,O,1,点,，连接,OO,1,，,OO,1,就是入射光线,AO,在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角,1,=,AON,折射角,2,=,O,1,ON,1,“,插针法,”,确定光路,（,1,）,在,AO,线段上竖直插上两枚大头针,P,1,P,2,P1P2P3P4OO1实验测定玻璃的折射率自主学习实验,3,问题,3,：,为什么“插针法”确定的,P,3,、,P,4,连线就是出射光线？,合作探究,实验原理,问题3：为什么“插针法”确定的P3、P4连线就是出射光线？合,4,1.,手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面,这样会弄脏透光面，影响实验,实验注意事项,问题,4,：怎样用手拿玻璃砖？,1.手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面这样会弄,5,2.,画边界线时,描两点,确定边界线,实验注意事项,问题,:5,：能否把玻璃砖当尺子用？,这样会损坏玻璃砖,2.画边界线时描两点确定边界线实验注意事项问题:5：能否把玻,6,3.,用眼睛与玻璃砖平行观察大头针是否在一条线上,实验注意事项,问题,6,：眼睛怎样观察大头针？,3.用眼睛与玻璃砖平行观察大头针是否在一条线上实验注意事项问,7,实验注意事项,问题,7,：入射角是否可以太小或者太大？,4.,入射角一般取,15,o,75,o,为宜,（太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察）,实验注意事项问题7：入射角是否可以太小或者太大？4.入射角一,8,实验注意事项,6.,画出玻璃砖的边线后，,在插针的过程中,玻璃砖不能移动,（移动会改变光路图,）,7.,插针要,竖直,，且间距适当大些（精确确定光路）,5.,可在一张白纸上作出,三条入射光线，,但,重复实验时应将每次实验所得的插孔进行编号，以免造成混乱,实验注意事项 5.可在一张白纸上作出三条入射光线，但重复实验,9,数据处理的方法,方法,1,：,量,角,度,查表计算法,图象法：,作,sin,1,sin,2,图象，其斜率为折射率,1,sin,1,2,sin,2,n,_,n,1,2,3,问题,8,：画好光路图后需要测哪些物理量？怎样求折射率？,合作探究,数据处理,拓展,：,数据处理的方法方法1：量角度查表计算法图象法：作sin1,10,合作探究,数据处理,问题,9,：,量角度查表法在操,作中会遇到什么困难,?,你还有没有其它的数据处理方法？,合作探究数据处理问题9：量角度查表法在操作中会遇到什么困,11,方法,2,：,“单位圆”作图,法,以入射点,O,为圆心,，以一定长度,R,为半径画圆,，,与入,射、折射光线,相交,于,C,、,D,两,点,，从交点作两条与法线垂直的线段，,量出两条线段长,度,则,n,CC,1,/DD,1,数据处理的方法,拓展：,合作探究,数据处理,问题,9,：,量角度查表法在操,作中会遇到什么困难,?,你还有没有其它的数据处理方法？,等距离节点作图法,方法2：“单位圆”作图法数据处理的方法拓展：合作探究数据,12,拓展延伸,例,1,：,某,同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面,aa,与,bb,不平行，请问他测的折射率受影响吗？,拓展延伸例1：某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法,13,问题,10,：用插针法能测玻璃三,棱,镜的折射率吗？,用插针法能测半圆形玻璃的折射率吗？,总结：只要能用,插针,法确定出射光线，就可,用插针法测不同形状玻璃的折射率。,拓展延伸,问题10：用插针法能测玻璃三棱镜的折射率吗？总结：只要能用插,14,实,验器,材：,玻璃砖、白,纸一张、硬纸,板、大头针四枚、曲别针四枚、量角器、三角板,(,或直尺,),、铅笔,实,验操作,：限时十分钟,合作探究,分组实验,实验器材：合作探究分组实验,15,例,2,：用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。将半圆形玻璃砖平放在白纸上，在白纸上先画出玻璃砖的轮廓，并确定其圆心,o,的位置。再画出一条通过圆心,o,的直线，将两枚大头针,p,1,p,2,竖直插在这条直线上，如图所示。为了确定入射光线所对应的折射光线，至少需要,在玻璃砖,另一侧插入几根大头针？,拓展延伸,例2：用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。将半圆形玻璃砖平放在,16,问题,11,：本,实验的误差来源可能有哪些？,合作探究,误差分析,问题11：本实验的误差来源可能有哪些？合作探究误差分析,17,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,P,1,、,P,2,并保持,P,1,、,P,2,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,P,1,、,P,2,的像，并在圆周上插上大头针,P,3,，使,P,3,正好挡住,P,1,、,P,2,，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,P,3,所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：,拓展延伸,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,18,(1),若,AOF,30,，,OP,3,与,OC,的夹角为,30,，则,P,3,处所对应的折射率的值为,_,(2),图中,P,3,、,P,4,两位置哪一处所对应的折射率值大？,答：,_.,(3),作,AO,的延长线交圆周于,K,，,K,处所对应的折射率值应为,_,答,案：,(1)1.73,(2),P,4,(3)1,(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3,19,数据处理的两种方法,简单的误差分析,实验测定玻璃的折射率,应用插针法确定出射光线,课堂小结,数据处理的两种方法简单的误差分析 实验测定玻璃的折射率应,20,在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面,aa,、,bb,与玻璃砖位置的关系分别如图所示，,、,和,所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖他们的其他操作均正确，且均以,aa,、,bb,为界面画光路图则,甲同学测得的折射率与真实值相,比,_(,填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不变,”),乙同学测得的折射率与真实值相比,_(,填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不变,”),丙同学测得的折射率与真实值,相比,_(,填,“,偏大,”“,偏小,”,或,“,不变,”),反馈练习,反馈练习,21,【随堂检测】,【,2016,四川卷】,某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率,n,。如图甲所示，,O,是圆心，,MN,是法线，,AO,、,BO,分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角,i,和折射角,r,，做出,sin,i,-sin,r,图像如图乙所示。则（,）,A,光由,A,经,O,到,B,，,n,=1.5,B,光由,B,经,O,到,A,，,n,=1.5,C,光由,A,经,O,到,B,，,n,=0.67,D,光由,B,经,O,到,A,，,n,=0.67,【随堂检测】,22,【,课下思考,】,【,创新题型,】,【2014,北京,卷,】,以往，已知材料的折射率都为正值,(,n,0),现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值,(,n,0),，称为负折射率材料位于空气中的这类材料，入射角,i,与折射角,r,依然满足,n,，但是折射线与入射线位于法线的同一侧,(,此时折射角取负值,),现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出若该材料对此电磁波的折射率,n,1,，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是,(,),【课下思考】,23,