1、第第2讲学生实验：测定玻璃的折射率讲学生实验：测定玻璃的折射率目标定位目标定位1.通过实验了解平行玻璃砖的光学性质通过实验了解平行玻璃砖的光学性质.2.会用会用“插针法插针法”测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率一、实验器材一、实验器材两对面两对面_的玻璃砖一块、的玻璃砖一块、_、白纸一、白纸一张、直尺一把或三角板一个、量角器一个张、直尺一把或三角板一个、量角器一个平行平行 大头针四枚大头针四枚 二、实验原理二、实验原理如图如图1所示，当光线所示，当光线AB以一定入射角以一定入射角i穿过两面平行的玻璃穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线砖时，通过插针法找出跟入射光线AB对应的出射光线对
2、应的出射光线CD，从而画出折射光线，从而画出折射光线BC，量出折射角，量出折射角r，再根据，再根据n_算出玻璃的折射率算出玻璃的折射率1如图如图1所示，将白纸用图钉钉在平木板上所示，将白纸用图钉钉在平木板上2在白纸上画出一条直线在白纸上画出一条直线EE作为两种介质的分界面，过作为两种介质的分界面，过EE上的一点上的一点B画出界面的法线画出界面的法线NN，并画一条线段，并画一条线段AB作为入作为入射光线射光线3把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟EE对齐，画对齐，画出玻璃砖的另一边出玻璃砖的另一边FF.一、实验步骤一、实验步骤4在直线在直线AB上竖直插上两
3、枚大头针上竖直插上两枚大头针G1、G2，透过玻璃砖观察，透过玻璃砖观察大头针大头针G1、G2的像，调整视线方向直到的像，调整视线方向直到G2的像挡住的像挡住G1的的像再在观察者一侧竖直插上两枚大头针像再在观察者一侧竖直插上两枚大头针G3、G4，使，使G3挡挡住住G1、G2的像，的像，G4挡住挡住G3本身及本身及G1、G2的像，记下的像，记下G3、G4的位置的位置5移去大头针和玻璃砖，过移去大头针和玻璃砖，过G3、G4所在处作直线所在处作直线CD与与FF交交于于C，直线，直线CD就代表了沿就代表了沿AB方向入射的光线通过玻璃砖后方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向的传播方向【例【例1】在在“测定
4、玻璃的折射率测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作，插实验中，某同学经正确操作，插好了好了4枚大头针枚大头针P1、P2和和P3、P4，如图，如图3所示所示(1)在坐标纸上画出完整的光路在坐标纸上画出完整的光路图，并标出入射角图，并标出入射角i和折射角和折射角r；(2)对你画出的光路图进行测量对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留两位有效数保留两位有效数字字)答案答案(1)如图所示如图所示(2)1.4针对训练针对训练某同学由于没有量角器，他在完某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以成了光路图后，以O点为圆心，点为圆心，10 cm为半为
5、半径画圆，分别交线段径画圆，分别交线段OA于于A点，交线段点，交线段OO的延长线于的延长线于C点，过点，过A点作法线点作法线NN的的垂线垂线AB交交NN于于B点，过点，过C点作法线点作法线NN的的垂线垂线CD交交NN于于D点，如图点，如图4所示用刻度所示用刻度尺量得尺量得OB8 cm，CD4 cm，由此可得，由此可得出玻璃的折射率出玻璃的折射率n_.1实验中，玻璃砖在白纸上位置不可移动实验中，玻璃砖在白纸上位置不可移动2不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用3大头针应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针大头针应竖直插在白纸上，且玻璃
6、砖每一侧两枚大头针P1与与P2间、间、P3与与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方间的距离应适当大些，以减小确定光路方向时造成的误差向时造成的误差4实验中入射角不宜过小，否则会使测量误差大，也不宜过实验中入射角不宜过小，否则会使测量误差大，也不宜过大大5本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光线和入射光线不棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光线和入射光线不平行，同样能测出折射率平行，同样能测出折射率二、实验注意事项二、实验注意事项【例【例2】在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、在用插针法
7、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丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系与玻璃砖位置的关系分别如图分别如图5、和和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形所示，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，且均以确，且均以aa、bb为界面画光路图，则：为界面画光路图，则：甲同学测得的折射率与真实值相比甲同学测得的折射率与真实值相比_(填填“偏大偏大”“”“偏偏小小”或或“不变不变”)乙同学测得的折射率与真实值相比乙同学测得的折射率与真实值相比_(填填“偏大偏大”“”“偏偏小小”或或“不变不变”)丙同学测得的折射率与真实值相比丙同学测得的折射率与真实值相比_解析解析用图用图测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图折射角增大，折射率减小；用图测定折射率时，只要操作正测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图确，与玻璃砖形状无关；用图测定折射率时，无法确定折射测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变答案答案偏小不变可能偏大、也可能偏小、还可能不变偏小不变可能偏大、也可能偏小、还可能不变
