1、实验14：测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率。二、实验原理如图所示，abcd为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为1，折射角为2，根据n可以计算出玻璃的折射率。三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。四、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，使其中一个长边与直线aa对齐，并画出玻璃砖的另一个边bb。5通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在观察的一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2
2、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的针孔位置确定射出的光线OB及出射点O，连结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。五、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
3、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。【题例】（2012江苏单科）“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，要使它_。如图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）解题要点：1某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sin isin r图象，如图所示。下列判断中正确的是（）A他做实验时，光线是由空气射入玻璃的B玻璃的折射率为0.67C玻璃的折射率为1.2D玻璃的临界角的正弦值为
4、0.672某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO的延长线于C点，过A点作法线NN的垂线交NN于B点，过C点作法线NN的垂线交NN于D点，如图所示。用刻度尺量得OB8.00 cm，CD4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n_。3学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得夜面与直径BC相
5、平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预计在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。（1）若AOF30，OP3与OC的夹角是30，则P3处所对应的折射率的值为_。（2）题图中P3、P4两位置_处所对应的折射率值大。（3）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率值应为_。4（2012浙江理综）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。甲乙（1）根据图甲画出完整的光路图；（2）对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃
6、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_（选填“A”或“B”）。参考答案考向探究突破【题例】答案：挡住C及A、B的像1.8（1.61.9都算对）解析：插入大头针D时要使大头针D挡住大头针C和大头针B、A的像。连接AB延长交界面a于点O，连接CD延长交界面b于点O，过O点作垂线FG，连接OO，以O点为圆心、15 cm长为半径画圆，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，
7、如图所示，根据n可得：n1.8。演练巩固提升1AD解析：根据折射定律：n1，则知光线是由空气射入玻璃的，A正确。sin C0.67，故D正确。n1.49，B、C错误。2答案：1.5解析：由题图可知sinAOB，sinDOC，OAOCR，根据n知，n1.5。3答案：（1）（2）P4（3）1解析：本题考查利用插针法测定液体的折射率和对折射率的理解。（1）根据折射定律n，题中160，2AOF30，所以n。（2）题图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大。（3）因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率为1。4答案：（1）如解析图所示（2）1.51（3）A解析：（1）连接两大头针1、2，延长线与梯形玻璃砖上表面交于O，再连接两大头针3、4，延长线与梯形玻璃砖下表面交于O，再连接OO，标上箭头以示光线传播方向。（2）入射角的正弦：sin ，折射角的正弦sin ，可取OCOC，则折射率n。用刻度尺测量CD、CD，代入测量数据可得n1.51。（3）光斜射入两底面平行的玻璃砖一个表面，折射光线会从另一个表面平行原入射光线射出玻璃砖。乙图中两条平行光线入射，P1P2左边的光线会从梯形玻璃砖另一底面平行射出，是沿着大头针3并与B方向平行射出；而光线P1P2将由梯形玻璃砖侧面出射，方向为P3和A的连线。甲乙