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1、实验十五：测定玻璃的折射率,一、实验原理与操作,二、数据处理与分析 1.数据处理 (1)计算法：计算每次折射率 n，求出平均值 . (2)图象法(如图 S15-1 所示),图 S15-2,图 S15-1 (3)单位圆法(如图 S15-2 所示),三、误差分析,1.确定入射光线、出射光线时的误差.故入射侧、出射侧所,插两枚大头针间距离宜大点；,2.测量入射角与折射角时的误差.故入射角不宜过小，但也,不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱.,四、注意事项,1.玻璃砖要用厚度较大的； 2.入射角应在 30到 60之间；,3.大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些.,【基础自测】,1.在测定玻璃的
2、折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃 砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线.现有甲、乙、 丙三位同学分别做出如图的三组插针结果.从图上看，肯定把针 插错了的同学有_.,图 S15-3,解析：光线透过平行玻璃砖时出射光线与入射光线平行， 且从空气射入玻璃砖时入射角大于折射角，因而光线透出时相 对于入射光线向右下侧发生偏移，由图可知，甲乙图中出射光 线不符合事实，肯定插错了.,答案：甲、乙,考点 1,数据处理,【典题 1】(2018 年甘肃民勤三中月考)如图 S15-4 所示，用 某种透光物制成的直角三棱镜 ABC；在垂直于 AC 面的直线 MN 上插两枚大头针 P1、P2，在 AB 面的
3、左侧透过棱镜观察大头针 P1、P2 的像，调整视线方向，直到 P1 的像_， 再在观察的这一侧先后插上两枚大头针 P3、P4，使 P3_， P4_.记下 P3、P4 的位置，移去大头针和三棱镜，过 P3、,P4 的位置作直线与 AB 面相交于 D，量出该直线与 AB 面的夹角 为 45.则该透光物质的折射率 n_，并在图中画出正确 完整的光路图.,图 S15-4,解析：在 AB 面的左侧透过棱镜观察大头针 P1、P2 的像， 调整视线方向，直到 P1 的像被 P2 的像挡住，再在观察的这一 侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2，P4挡住P1、 P2 以及 P3 的像.则知 P1
4、、P2 在入射光线上，P3、P4 在出射光线， 连接 P1、P2 作为入射光线，连接 P3、P4，作为 出射光线，再画出折射光线，如图 D79.由几何知 识得到入射角i30，又折射角r45，则折射,率,图 D79,答案：(1)让 P2 的像挡住,(2)挡住 P1、P2 的像,(3)挡住P3以及P1、P2的像,(4),(5)如图 D80 所示.,图 D80,考点 2,误差分析,【典题 2】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 S15-5、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
5、作均 正确，且均以 aa、bb为界面画光路图. 图 S15-5,(1) 甲同学测得的折射率与真实值相比_( 填“偏,大”“偏小”或“不变”).,(2) 乙同学测得的折射率与真实值相比_( 填“偏,大”“偏小”或“不变”).,(3)丙同学测得的折射率与真实值相比_.,解析：(1)用图测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了， 所以折射角增大，折射率变小；(2)用图测定折射率时，只要 操作正确，与玻璃砖形状无关；(3)用图测定折射率时，无法 确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能 偏小、可能不变.,答案：(1)偏小,(2)不变,(3)可能偏大、可能偏小、可能不变,考向 1,实验操作的创
6、新,根据全反射的条件，使入射光从透明介质向空气传播，调 节入射角的大小，使其恰好发生全反射，这时的入射角就是临 界角，根据临界角公式求出折射率的大小.,【典题 3】某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半 圆形玻璃砖的折射率.开始时玻璃砖的位置如图 S15-6 中实线所 示，使大头针 P1、P2 与圆心 O 在同一直线上，该直线垂直于玻 璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心 O 缓慢转动，同时在玻璃 砖直径边一侧观察 P1、P2 的像，且 P2 的像挡住 P1 的像.如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上 述现象恰好消失.此时只需测量出_， 即可计算出玻璃砖的折射率.请用你的测量值表示,出折射率
7、：_.,图 S15-6,解析：由题意可知，当玻璃砖转过某一角度时，刚好发生 全反射，在直径边一侧观察不到 P1、P2 的像，画出如图 D81 所,答案：玻璃砖直径边绕 O 点转过的角度,图 D81,考向 2,数据处理的创新,使入射光线的入射角一定，根据不同位置折射角的大小， 由折射率的定义式算出折射率的大小.,【典题 4】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 S15-7 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 P1、P2，并保持 P1、P2 位置不变，每次测量时让圆盘
8、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 P1、P2 的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3 正好挡住 P1、P2 的像.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 P3 所插的位置，就 可直接读出液体折射率的值，则：,图 S15-7,(1)若AOF30，OP3与OC的夹角为30，则P3处所对,应的折射率的值为_.,(2)图中 P3、P4 两位置_处所对应的折射率值大. (3)作 AO 的延长线交圆周于 K，K 处所对应的折射率值应,为_.,(2)图中 P4 对应的入射角大于 P3 所对应的入射角，所以 P4 对应的折射率大. (3)因 A、O、K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以 K 处对应的折射率为 1.,答案：(1)1.73 (2)P4,(3)1,