1、 第第 104 节节 测定玻璃的折射率测定玻璃的折射率 1.2016 年四川卷年四川卷 5.某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率 n。如图甲所示，O 是圆心，MN 是 法线，AO、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角 i 和折 射角 r，作出 sin i-sin r 图像如图乙所示。则 A.光由 A 经 O 到 B，n=1.5 B.光由 B 经 O 到 A，n=1.5 C.光由 A 经 O 到 B，n=0.67 D.光由 B 经 O 到 A，n=0.67 【答案】B 【解析】由图线可知 sin0.621 sin0.93 i rn ，可得 n=1.5；因
2、 i 是入射角，r 是折射角，折射角大于入 射角，故光由 B 经 O 到 A，故选 B。 2.2015 年理综北京卷年理综北京卷 21 （1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa 和 bb 分别是玻璃砖与空气的两个 界面，如图 1 所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1和 P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧 透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 P3和 P4。在插 P3和 P4 时，应使_（选填选项前的字母） AP3只挡住 P1的像 BP4只挡住 P2的像 CP3同时挡住 P1、P2的像 答案：C 解析：在“测定玻璃砖的折射率”实验中，由折射的光路可知插针时应使 P3
3、同时挡住 P1、P2的像， P4同时挡住 P1、P2、P3的像，故选项 C 正确。 3. 2011 年理综天津卷年理综天津卷 9 （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。 开始玻璃砖的位置如图中实线所示， 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 的直径边一侧观察 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。此时只须测量 出 ， 即可计算出玻璃砖的折射率， 请用你的测量量表示出折射 率 n= 。 【解析】由题意可知，当玻璃砖转
4、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，做出如图所示的光路图可知，当转过角度 时有 sin n 1 。 P1 P2 O + + a a b b P1 P2 图 1 sinr sini 0.3 0.6 0.9 0.3 0.6 O 乙 A B 甲 M N O 4. 2012 年理综浙江卷年理综浙江卷 21 （10 分）在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了 4 枚大头针，如图甲所示。 (1)在答题纸上相应的图中画出完整的光路图； (2)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n= （保留3位有效数字） ； (3)为了观测光在玻璃砖不同表面
5、的折射现象， 某同学做了两次实验， 经正确操作插好了 8 枚大头针， 如图乙所示。图中 P1和 P2是同一入射光线上的 2 枚大头针，其对应出射光线上的 2 枚大头针是 P3和 （填“A”或“B”） 。 【答案】 （1）如解析图 1， （2）n=1.51 ， （3）A 【解析】 （2） 以入射点为圆心以 R 为半径作圆，与入射光线和折射光线相交，过交点作法线垂线， 测量长度 x1、x2，如解析图 2，由 2 1 sin sin x x r i n，根据测得值求出 n=1.51 ，保留 2 位有效数字。 5. 2012 年理综重庆卷年理综重庆卷 22 （1） 题 22 图 1 所示为光学实验用的
6、长方体玻璃砖，它的 面不能用手直接接触。 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验 中， 两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔 a、b、 c 的位置相同，且插在 c 位置的针正好挡住 插在 a、b 位置的针的像，但最后一个针孔 这是答题卷上的图 第21题图 甲 乙 解析第21题图2 r R R x1 x2 i 解析第21题图1 题22图2 a 玻璃砖 b c d e 题22图1 磨砂面 磨砂面 光学面 的位置不同，分别为 d、e 两点，如题 22 图 2 所示。计算折射率时，用 （填“d”或“e”）点得 到的值较小，用 （填“d”或“e”）点得到的值误差较小。 答：光学； d； e 解析：由折射率的定义 r
7、sin isin n 可知，用 d 点得到的 折射角较大（见题 22 答图） ，计算得到的折射率的值较小。 光线通过平行玻璃砖后的出射光线与入射光线平行， 可知用 e 点得到的值误差较小。 6. 【2019 年物理天津卷】某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度 尺，圆规，笔，白纸。 下列哪些措施能够提高实验准确程度_。 A.选用两光学表面间距大的玻璃砖 B.选用两光学表面平行的玻璃砖 C.选用粗的大头针完成实验 D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示， 其中实验操作正确的是_。
8、该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射 光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线 NN 的垂线，垂足分别为C、D点，如图所 示，则玻璃的折射率n _。 （用图中线段的字母表示） 【答案】 (1). AD (2). D (3). AC BD 题22答图 a 玻璃砖 b c d e 【解析】 【详解】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会 更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此 AD正确，光学表 面是否平行不影响该实验的准确度，因此 B 错误，应选用细一点的大头针因此 C 错误。 根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出 射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此 D 正确，ABC 错误 由折射定律可知折射率 sin sin AOC n BOD ，sin AC AOC R ，sin BD BOD R ， 联立解得 AC n BD
