1、一、基本实验要求1实验原理如图所示，当光线AO1以一定的入射角1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B，从而求出折射光线O1O2和折射角2，再根据n或n算出玻璃的折射率2实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔3实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上(2)在白纸上画一条直线aa，并取aa上的一点O为入射点，作过O点的法线NN.(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb.(5)眼睛在bb的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方
2、向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线OB及出射点O，连接O、O得线段OO.(7)用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2.(8)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值二、规律方法总结1实验数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin 1和sin 2.算出不同入射角时的，并取平均值(2)作sin 1sin 2图象：改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作sin
3、1sin 2图象，由n可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率(3)“单位圆”法确定sin 1、sin 2，计算折射率n.以入射点O为圆心，以一定的长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO于E点，过E作NN的垂线EH，过E作NN的垂线EH.如图所示，sin 1，sin 2，OEOER，则n.只要用刻度尺量出EH、EH的长度就可以求出n.2注意事项(1)用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb.(2)实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动(3)大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的
4、距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差(4)实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，否则在bb一侧将看不到P1、P2的像1 用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa和bb，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将()A偏大 B偏小C不变 D无法确定解析：经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，而是如图中虚线所示，由几何知识可知，测出的折射角与真实的折射角相同答案：C2 (2016衡水模拟)某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器，如图
5、所示在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF.在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，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.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，就可以直接读出液体折射率的值(1)若AOF30，OP3与OC之间的夹角为45，则在P3处刻的刻度值为_(2)若在同一液体中沿AO方向射入一束白光，最靠近OC边的是_色的光，增大入射角度，_色的光在刻度盘上先消失解析：(1)由图可知，AOF是入射角，EOP3是折射角，但在定
6、义折射率时光是从真空或空气射向介质的，所以用光路的可逆性转化可得n，代入数据可得n.(2)由于介质对紫光的折射率最大，所以紫光偏折得最多，故最靠近OC边的是紫光增大入射角，所有单色光的折射角都增大，而紫光的折射角依然最大，故紫光在刻度盘上先消失答案：(1) (2)紫 紫1 (2016洛阳模拟)“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)解析：测定玻璃折射率的实验是利用大头针得到
7、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)2 (2017九江模拟)如图所示，用插针法测定玻璃的折射率的实验中，以下各说法中正确的是()P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度入射角1适当大些，可
8、以提高准确度入射角太大，入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射，使实验无法进行P1、P2的间距和入射角的大小均与实验的准确度无关ABC D解析：因为实验中的入射光线和折射光线都是隔着玻璃砖观察在一直线上的大头针确定的，相互间的距离太小，容易出现偏差，正确，错误入射角适当大些，相应的折射角也增大，折射现象较明显，容易测量些，正确，错误由于光通过玻璃砖时，各相关角度互相制约着，其出射角恒等于入射角，而对于入射的界面，光线是从光疏介质射入光密介质，折射角必小于入射角，当入射角趋于最大值90时，折射角也趋于最大值2max，而对于出射的界面，在玻璃砖内的折射光线的入射角最大值也只能为2max，根据光路可逆
9、原理，出射角最大值也趋于90，即始终能透过玻璃砖看到入射光线，错答案：A3 测定玻璃等腰直角三棱镜折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图所示(1)通过作图，画出通过P1、P2的入射光线在棱镜中的折射光线；(2)如果测得该棱镜的折射率为1.5，则垂直于AB边入射的光线能否从BC边或AC边射出_(填“能”或“不能”)解析：(1)如图所示(2)设发生全反射的临界角为C
10、，则sin Csin 45，故垂直于AB边入射的光线在AC边或BC边会发生全反射，不能射出答案：(1)见解析图(2)不能4(2016苏州质检)如图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
11、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 de5 如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白(1)用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d.(2)在瓶内装满水(3)将刻度尺沿瓶口边缘_插入水中(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点)，同时看到水面上的B点刻度的像B恰与A点的像相重合(5)若水面恰与直尺的C点相平，读出_和_的长度(6)由题中所给条件，可以计算水的折射率n_解析：由光路图知：sin i1，sin 2，根据折射定
12、律n.答案：(3)竖直(5)ACAB(6)6(2016承德模拟)如图所示是关于“测定玻璃的折射率”的实验，请回答以下问题：(1)请证明图中的入射光线和射出玻璃砖的光线是平行的(2)如果光射入和射出玻璃砖的两个平面是平行的，射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移证明：入射角越大，侧移越大(3)为了减小实验误差，入射角大一些好还是小一些好？解析：(1)证明：设i1、1分别为射入玻璃的入射角和折射角，2、i2分别为由玻璃射入空气的入射角和折射角，则n，而12，所以i1i2，所以入射光线平行于出射光线(2)设玻璃砖厚度为d，侧移为s，如图所示则ssin(i)，当入射角i增大时，折射角亦增大，但由于n1，因此入射角i比折射角增加得快，即(i)增大，则有sin(i)增大，cos 减小，故入射角越大，侧移越大(3)当入射角i增大时，折射角也增大，图中N、E之间的距离x也就会增大，因为tan ，而玻璃砖厚度d一定，tan 增大，这样就会减小测量误差因此，入射角大一些好答案：见解析
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