1、13.1 光的发射和折射(实验:测定玻璃的折射率) 同步练习91测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是()A玻璃砖的宽度宜大些B入射角应尽量小些C大头针应垂直的插在纸面上D大头针P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些解析:由实验注意事项及误差减小方法可知A、C、D正确。答案:A、C、D2在用插针法测玻璃砖折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃的两个光学面不平行,则()A入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大B入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小C入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确D入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确解析:只要实验方法和
2、步骤完全正确,与玻璃砖的两个光学面是否平行没有关系。答案:C3某同学做测定玻璃折射率实验时,用他测得的多组入射角1与折射角2作出sin1sin2图象,如图141所示,下列判断中正确的是()A他做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B玻璃的折射率为0.67C玻璃的折射率为1.5D玻璃临界角的正弦值为0.67解析:图象的斜率k即是玻璃折射率,由图易得:kn1.5,故C选项正确;由于n1.51,所以研究的是光从空气射入玻璃的情况,A选项正确;sinC0.67,D选项正确。答案:A、C、D4某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理实验记录时,发现玻璃砖的
3、两个光学面aa和bb不平行,如图142所示,则()AP1P2与P3P4两条直线平行BP1P2与P3P4两条直线不平行C他测出的折射率偏大D他测出的折射率不受影响解析:光线由aa进入玻璃砖时,由折射定律得n,光线由bb射出玻璃砖时,由折射定律得n。若aabb,则有32,进而有14,出射光线OB与入射光线OA平行。若aa和bb不平行,则有32,进而有14,出射光线OB与入射光线AO不平行,故选项B正确,A错误;在用插针法测玻璃的折射率时,只要实验方法正确,光路准确无误,结论必定是正确的,它不会受玻璃砖的形状的影响,选项D正确,C错误。答案:B、D5在测定某透明介质的折射率时,当得出光在真空中的光线
4、a和对应的在介质中的折射光线b以后,可以用一种作图方法测出介质的折射率,具体的做法是:将入射光线延长至A点;过A点作分界面的垂线交分界面于B点;将BA延长与折射光线相交于C点;测出OA和OC的长度,分别记作r和R,如图143所示。根据折射定律就可以得出这种光线在该介质中的折射率。请你根据本题提供的做法,结合折射定律给出这种测量方法所得出的折射率n的表达式:_。解析:sin1,sin2;n。答案:n6如图144所示,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,P
5、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。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yr,故nn,所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小;乙同学测量的光路图如图乙所示,测量值n,与真实值相等;丙同学的测量可能出现三种可能,光路图如图丙所示,当出射点为c时,测量值与真实值相同,当出射点在c左侧时,测量值小于真实值,当出射点在c点右侧时,测量值大于真实值,故丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大,可能偏小,可能不变。
6、答案:(1)偏小(2)不变(3)可能偏大,可能偏小,可能不变10两个同学各设计一个数据记录表格,而且都已完成了计算,你认为谁是对的?为什么?甲设计的表格是:次数1sin12sin2n1300.50020.90.3571.402450.70730.50.5081.391.403600.86638.00.6161.41乙设计的表格是:次数123角平均值正弦值n1304560450.707220.930.538.028.80.4971.42解析:折射率n,是与入射角和折射角正弦有关的量,应该求出多个n,再求平均值,而不是测量多个1、2后取平均值。答案:甲设计正确11在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验
7、中:(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa和bb后,不小心碰了玻璃砖使它向aa方向平移了少许,如图148甲所示。则他测出的折射率将如何变化?图148(2)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa、bb间距画得比玻璃砖宽度大些,如图148乙所示,则他测得的折射率将如何变化?解析:(1)如图甲所示,甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角、折射角没有受到影响,因此测得的折射率将不变。 (2)如图乙所示,乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小。答案:(1)不变(2)偏小12一块玻璃砖有两个相互平行的表面
8、,其中一个表面是镀银的(光线不能通过上表面)。现要测定此玻璃的折射率。给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器。实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直。在纸上画出直线aa和bb,aa表示镀银的玻璃表面,bb表示另一表面,如图149所示。然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图)。用P1、P2的连线表示入射光线。(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?_。试在题图中标出P3、P4的位置。(2)然后,移动玻璃砖与大头针。试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2。简要写出作图步骤。_。(3)写出用1、2表示的折射率公式为n_。解析:(1)在bb一侧观察P1、P2(经bb折射、aa反射,再经bb折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P1(或P2)的像和P3。P3、P4的位置如右图所示(2)过P1、P2作直线与bb交于O;过P3、P4作直线与bb交于O;利用刻度尺找到OO的中点M;过O点作bb的垂线CD,过M点作bb的垂线与aa相交于N,如图所示,连接ON;P1OD1,CON2(3)。答案:见解析