1、测定介质折射率的方法汇总测定介质折射率的方法汇总高二物理5月2022-5-251一、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入射光线AOAO对应的出射光线对应的出射光线O OB,B,确定出射点确定出射点，画出折射光线画出折射光线，量出入射角，量出入射角i i和折射角和折射角r, r,根据根据n=n=sinisini/ /sinrsinr 计算出玻璃的折射率计算出玻璃的折射率2022-5-252二、基本操作步骤：二、基本操作步骤：、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，画下界面bb.4、插针法
2、定出射光线：在OA上竖直竖直插上P1、P2，透过玻璃砖观P1、P2的像，调整视线直到P2的像挡住P1的像，再在观察者一 侧竖直插P3、P4，使使P3P3挡住挡住P1P1、P2 P2 的的像，像，P4P4挡住挡住 P3P3本身和本身和P1P1、P2 P2 的像的像，记下P3、P4的位置。5、作图确定出射光OB、出射点O、折射光线.6、测量入射角i和折射角r，查出正弦值并记入表格7、分别测出i为30、45、60、75时的折射角，查出正弦值，计算不同入射角时折射率，并求其平均值。2022-5-253三、注意事项三、注意事项1、大头针竖直插在纸上，间距要稍大一些。2、入射角不宜太大或太小，一般在151
3、5 75 75间。3、实验中，玻璃砖与白纸的位置都不能改变。2022-5-254数据处理法一数据处理法一：1.在测定玻璃折射率的实验中，两位同学各设计了一个数据记录表，你认为谁是对的？并简要说明理由。甲设计的表格次数次数isinirsinrnn平均值平均值1300.50020.90.3571.401.402450.70730.50.5081.393600.86638.00.6161.41乙设计的表格乙设计的表格次数次数123各平均值各平均值正弦值正弦值ni304560450.7071.42r20.930.538.028.80.497（正确）（正确）2022-5-255数据处理法二：数据处理法二
4、：图象法图象法作sinisinr图象，函数关系：sini = n sinr所以图象的斜率即表示折射率图象的斜率即表示折射率！（）（）2022-5-256思考：思考：如果某同学在完成了光路图后发现自己没带量角如果某同学在完成了光路图后发现自己没带量角器，只用毫米刻度尺和圆规，他能求出折射率吗？器，只用毫米刻度尺和圆规，他能求出折射率吗？SinicdRSinrefRn=sinisinr=cdef2022-5-257思考：思考：在利用插针法“测定玻璃的折射率”实验中：（）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa和bb后，实验中不小心碰了玻璃砖使它向aa方向平移了少许（其它操作均正确无误）。如图（a）
5、所示。则他测出的折射率值将 （）aabb(a)（）乙同学在画界面时，不自觉地将两界面aa、bb间距画得比玻璃砖宽度大些（其它操作均正确无误），如图（b）所示，则他测得折射率将 （）aabb（b）不变不变偏小偏小2022-5-258三、测折射率方法三、测折射率方法1、利用n=sini/sinr （插针法等）、利用n=1/sinC (全反射法）3、利用视深公式 n=h/h(视深法）4、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像5、观察法：利用光的折射定律2022-5-259例例1 1：用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O，以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖，当刚转过角时，观察者在玻璃砖平面
6、一侧恰看不到出射光线。这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小。思考：思考：以上方法所测即为 ,玻璃折射率n= 临界角临界角1/sin 1/sin 、利用、利用n=1/n=1/sinCsinC ( (全反射法）全反射法）2022-5-2510方法：方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方吊 一根针，如图所示。调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的针尖在水中的像与看到的绿豆绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视深h，再测出水的实际深度h ，则水的折射率n=h/hn=h/h，3 3、利用视深公式、利用视深公式 n=h/h(n=h/h(视深法）视深法）2022-5-2511在一盛满水的烧杯
7、中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P看到直尺水下最低点的刻度B的像（折射成像）恰好跟直尺在水面上刻度A的像（反射成像）重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率4 4、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像22222222dO CACdBCdO AnO CdACdO BBCdiirdO2022-5-2512 取一圆筒，放在水平桌面上，如图所示，从点A观察，调整视线恰好看到筒底边缘点B，慢慢向筒中注入清水至满，仍从点A观察，能看到筒底的点C，记录点C位置，量出筒高h，筒
8、的内径d及C到筒另一边缘D的距离l，则：5 5、观察法：利用光的折射定律观察法：利用光的折射定律2222dlhnldh2022-5-2513练习练习:1 :1、如下图所示：一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像，则该玻璃砖的折射率n_有一同学把大头针插在P1、P2位置时，沿着P4、P3的方向看不到大头针的像，其原因是_1.731.73经经P1P1、P2P2的光线在的光线在MNMN处发生全反射处发生全反射思考思考: :当入射角足够大时当入射角足够大时, ,在平行玻璃砖的下表面上在平行玻璃砖的下表面上会不会发生会不会发生全反射全反射? ?不会
9、!2022-5-2514 2 2、如图所示的装置可以测定棱镜的折射率，其中ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的两个锐角和都是已知的，紧贴直角边AC的是一块平面镜，将束光线SO入射到棱镜的AB面上，适当调整SO的入射方向，使从AB面出射的光线与入射光线SO恰好重合，在这种情况下，仅需要测出一个物理量 _ 就可以算出该棱镜的折射率，则计算折射率的表达式为n=_。SOSO与与ABAB夹角夹角i icosicosi/sin/sin i i2022-5-25153 3、将直角坐标系和等腰直角棱镜ABO如图3所示放置，腰长为16cm，为了测棱镜这种物质的折射率，从 OB边的D点注视A棱，发现A棱的视位置在C点，在O、C两点插上大头针，取走棱镜，若D、C两点的位置坐标分别为（0，12），和（9，0），则棱镜的折射率为多少？rri ii i12cm9cm由图可得：由图可得：DC=15cmDC=15cm；DA=20cmDA=20cmsin204sin153O DrD AD CnO DiD CD A2022-5-2516小结：小结：关于测折射率的实验方案还有很多，其实我们做过的求折射率的题都可以作为测折射率的实验，实验的原则是，充分利用光的反射、折射、全反射的几何关系，巧妙的设计，使实验易于操作、数据易于处理，希望同学们开动脑筋，自己设计测折射率的实验，然后大家一起交流。2022-5-2517
