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实验:测定玻璃的折射率,1.掌握测定玻璃折射率的原理。2.学会插针测定玻璃的折射率。,学习目标:,重点难点:,1.折射光线方向的确定2.实验的正确操作及减小误差的方法,目标及重难点,实验器材,玻璃砖、铅笔、白纸、木板、图钉、大头针、量角器、直尺(或三角板)。,光线AO以一定入射角穿过平行玻璃砖,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线OB,从而确定了玻璃砖中的折射光线OO,量出入射角1和折射角2的大小,实验原理,根据nsin1/sin2算出玻璃的折射率,2.在白纸上画一条直线aa代表两种介质的界面,过aa上的一点O画出界面的法线NN,并画一条线段AO作为入射光线。,实验步骤,3.把长方形的玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边跟aa对齐,并画出玻璃砖的另一长边bb。,1.用图钉把白纸固定在木板上。,5.在玻璃砖bb侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线直到P1的像被P2的像挡住;再在bb侧插上大头针P3、P4,使P3能挡住P1、P2的像,P4能挡住P1、P2的像及P3本身。,实验步骤,6.移去玻璃砖,记下P1、P2、P3、P4的位置。过P3、P4作直线交bb于O,连结O、O,OO是折射光线,AON为入射角1,OON为折射角2,4.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2,7.用量角器量出入射角1和折射角2,查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表格里,8.用上述方法分别求出入射角是15、30、45、60、75时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记入表格里,9.算出不同入射角时sin1/sin2的值,求出几次实验时测得数据的平均值,就是玻璃的折射率,实验步骤,1.实验中,玻璃砖在纸上的位置不可移动2.用手拿玻璃砖时,手只能接触玻璃的毛面或棱,不能触摸光洁的光学面,严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb.,注意事项,3.大头针P1与P2、P3与P4间的距离应大一些以减小确定光路方向时造成的误差。,而且大头针应竖直地插在白纸上。,看像的时候主要是看大头针针脚的像。,4.实验时,入射角1不宜过小,否则会增大测量角度的误差;入射角也不宜过大,因入射角太大时,折射光线太弱,注意事项,6.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.为减小误差,要改变入射角重复实验,所以应将每次实验所得的插孔进行编号,以免造成混乱,以sin1值为横坐标、以sin2值为纵坐标建立直角坐标系,多次改变入射角、测得相应折射角并查出它们的正弦值,利用以上数据描点连线,得到一条过坐标原点的直线,斜率为k,又根据折射定律可得nsin1/sin2,则k1/n,故玻璃砖折射率n1/k,其他方法1,在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OO交于D点,过C、D两点分别向NN作垂线,交NN于C、D,用直尺量出CC和DD的长,其他方法2,由于sin1CC/CO,sin2DD/DO,而CODO,所以折射率:n1sin1/sin2CC/DD重复以上实验,求得各次折射率的计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值,其他方法2,用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖,做法如下:,其他方法3,在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3,作光路图则折射率,nsin1/sin2AB/CD,在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2,确定入射光线,并让入射光线过圆心O,,某同学用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线刚好过O点,误差分析,该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将_,偏大,(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。,在做测定玻璃折射率n的实验时:(1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,其后的操作都正确但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将_,误差分析,不变,(2)乙同学画出的ab和cd都比实际界面向外侧平移了一些,以后的操作均正确,画光路图时将入射点和折射点都确定在ab和cd上,则所测出的n值将_,误差分析,偏小,(3)丙同学在操作和作图时均无失误,但所用玻璃砖的两个界面不平行则测出的n值_,误差分析,不受影响,
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