教科版-选修3-4-4.2测定玻璃的折射率

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,*,*,3-4 4.1,测定玻璃的折射率,请完成如图所示的光路图,平行玻璃砖,r,i,演示：一束激光打在平行玻璃砖上，学生感受一下，并根据上述图说说要测玻璃的折射率，应测哪些量？,i,问题：如果在图示的位置插上两枚大头针,P,1,P,2,，沿,P,1,P,2,方向射到平行玻璃砖上的光，相应的折射光线如何呢？,r,i,折射光射入人眼中，引起人的视觉,r,i,r,i,P,3,P,4,的连线即为通过入射光线,P,1,P,2,的出射光线,一、实验目的,r,i,测定玻璃的折射率,二、实验原理,如图，利用平行玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出入射光线,AO,对应的出射光线,OB,，量出入射角,i,和折射角,r,，根据折射定律,n=sini/sinr,计算出玻璃的折射率。,三、实验器材,玻璃砖，木板，白纸，大头针（,4,枚），图钉，三角板，量角器，圆规，直尺、铅笔,A,O,O,B,三 实验器材,玻璃砖，木板，白纸，大头针（,4,枚），图钉，三角板，量角器，圆规，直尺、铅笔,、固定白纸于绘图板,、画出界面线,aa,、法线,NN,和入射光线,OA,3,、放好玻璃砖，使长边与,aa,重合，画下界面,bb.,四、实验步骤,N,N,a,a,O,A,b,b,4,、插针法定出射光线：在,OA,上,竖直,插上,P,1,、,P,2,，透过玻璃砖观,P,1,、,P,2,的像，调整视线直到,P,2,的像挡住,P,1,的像，再在观察者一 侧竖直插,P,3,、,P,4,，,使,P,3,挡住,P,1,、,P,2,的像，,P,4,挡住,P,3,本身和,P,1,、,P,2,的像,，记下,P,3,、,P,4,的位置。,r,i,5,、作图确定出射光,O,B,、出射点,O,、折射光线,OO,.,6,、改变入射角,i,为,30,、,45,、,60,、,75,重复做几次,7,、数据记录与处理,方法,1,：测量入射角,i,和折射角,r,，查出正弦值并记入表格,次数,i,sini,r,sinr,n,n,平均值,1,30,0.500,20.9,0.357,1.40,1.40,2,45,0.707,30.5,0.508,1.39,3,60,0.866,38.0,0.616,1.41,方法,2,r,i,O,P,P,Q,Q,方法,3,：,如图所示，以,O,为圆心，作圆与,O,A,、,OO,分别交于,P,、,Q,点，过,P,、,Q,点分别作法线,NN,的垂线，垂足分别为,P,、,Q,，测量出,PP,和,QQ,的长度，则玻璃的折射率,n,=,。,测出不同入射角时的,PP,和,QQ,的长度,，记录在表中。计算玻璃的折射率，并求平均值。,次数,i,PP,QQ,n,n,平均值,1,30,2,45,3,60,注意事项,实验时尽可能将大头针竖直地插在铺有白纸的木板上,P,1,和,P,2,，,P,2,和,O,之间，,P,3,和,P,4,之间，,P,3,和,O,之间的距离要稍大一些,入射角不能太大，也不能太小，在,20,70,之间为宜,(4),在实验时，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变,(5),在实验时，玻璃砖应选用宽度较大的，宜在,5 cm,以上,(,6),在实验时，不能把玻璃砖当尺子来画界面,实验与误差分析：,1.,边界问题,r,i,（,1,）如果边界整体向上平移，测出的折射率不变,r,i,（,2,）如果画出的下边界比实际下边界偏下，造成折射角的测量值比真实值偏大，折射率的测量值比真实值偏小,r,i,（,3,）如果画出的上、下边界比实际边界偏外，造成折射角的测量值比真实值偏大，折射率的测量值比真实值偏小,（,4,）如果画出边界后，实验过程中玻璃砖如图移动，造成折射角的测量值比真实值偏小（或大），折射率的测量值比真实值偏大（或小）,r,i,r,i,2,入射光线（角）折射光线（角）问题,（,1,）如果大头针间距过小，造成入射光线、折射光线不准，造成误差,（,2,）如果入射角过小，造成测量入射角、折射角误差大，造成实验误差,（,3,）玻璃砖的厚度过小，造成折射角测量误差大,1,、用圆柱形玻璃测玻璃的折射率,用的是插针法，光路图如图,1,所示。,测玻璃的折射率的方法,2,、用不平行玻璃砖测玻璃的折射率,用的也是插针法，,光路图如图,2,所示,。,3,、半圆形玻璃砖测玻璃的折射率。,插针法，光路图如图,3,所示。入射光沿玻璃砖半径方向。,4,、用玻璃三棱镜测玻璃的折射率。,用插针法，原理图如图,5,所示。,