1、高考资源网() 您身边的高考专家实验二测定玻璃的折射率注意事项1玻璃砖应选用厚度、宽度较大的。2大头针要插得竖直,且间隔要大些。3入射角不宜过大或过小,一般在1575之间。4玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。5实验过程中,玻璃砖和白纸的相对位置不能改变。热点一实验原理和基本操作【例1】 “测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D。在插入第四个大头针D时,应使它_。如图1所示是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边。根据该图可算得玻璃的折射率n_。(计算结果保留两位有效数字)图1解析测定玻璃折射
2、率的实验是利用大头针得到进入玻璃的入射光线,在另一侧插入大头针挡住前面的A、B的像来确定C,同样插入大头针D挡住C及A、B的像,C和D确定了出射光线,利用入射点和出射点的连线来确定折射光线,作出法线FG,连接OO,以O点为圆心画圆,分别交AB、OO于E、Q两点,分别过E、Q向GF作垂线EG、FQ并用毫米刻度尺测其长度,如图所示,根据n可得:n1.8。答案挡住C及A、B的像1.8(1.61.9)【变式训练】1如图2画有直角坐标系xOy的白纸位于水平桌面上,M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x轴重合。OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3
3、是竖直地插在纸上的第三枚大头针,是直线OA与y轴正方向的夹角,是直线OP3与y轴负方向的夹角。只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测出角和,便可求得玻璃的折射率。图2某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针,但在y0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应采取的措施是_。若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是_。若他已正确地测出了、的值,则玻璃的折射率n_。解析无法看到P1、P2的像是OA光线的入射角过大,发生全反射的缘故。P3能挡住P1、P2的像说明OP3是OA的折射线。答案另画一条更靠
4、近y轴正方向的直线OA;把大头针P1、P2竖直插在所画的直线上,直到在y0区域透过玻璃砖能看到P1、P2的像插上大头针P3,使P3刚好能挡住P1、P2的像; 热点二数据处理与误差分析【例2】如图3所示,某同学用插针法测定一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,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3,图中MN为分界线,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。图3(1)设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l
5、3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量_,则玻璃砖的折射率可表示为_。(2)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_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析(1)sin 1,sin 2,因此玻璃的折射率n,因此只需测量l1和l3即可。(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时,在处理数据时,认为l1是不变的,即入射角不变,而l3减小,所以测量值n将偏大。答案(1)l1和l3n(2)偏大【变式训练】2如图4甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,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,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图乙所示。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。图4解析光学面若被手接触污染,会影响观察效果,增加实验误差;分别连接cd和ce并延长到界面,与界面分别交于f、g两点,由n不难得出用d点得到的折射率值较小,过c点的出射光线应平行于ab,利用直尺比对并仔细观察,可知ecab,故用e点得到的折射率值误差较小。答案光学de高考资源网版权所有,侵权必究!