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高中物理编辑
(浙江选考)2021版新高考物理一轮复习16实验微讲座42实验十二测定玻璃的折射率教学案
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  • 资源类别学案
    资源子类复习学案
  • 教材版本不限
    所属学科高中物理
  • 适用年级高三年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1297 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/4/1 19:09:35
    下载统计今日0 总计1
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资源简介

 

实验十二 测定玻璃的折射率

一、实验目的

1.测定玻璃的折射率.

2.学会用插针法确定光路.

二、实验原理

如图所示,当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线OB,从而求出折射光线OO和折射角θ2,再根据nn 算出玻璃的折射率.

三、实验器材

 玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规)、三角板、铅笔.

四、实验步骤

1.如图所示,把白纸铺在木板上.

2.在白纸上画一直线aa作为界面,过aa上的一点O画出界面的法线NN,并画一条线段AO作为入射光线.

3.把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb′.

4.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1P2.

5.从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头针P1P2的像,调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住.再在bb一侧插上两枚大头针P3P4,使P3能挡住P1P2的像,P4能挡住P3本身及P1P2的像.

6.移去玻璃砖,在拔掉P1P2P3P4的同时分别记下它们的位置,过P3P4作直线OBbbO′.连接OOOO就是玻璃砖内折射光线的方向.AON为入射角,∠OON为折射角.

7.改变入射角,重复实验.

五、数据处理

1.计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,算出不同入射角时的,并取平均值.

2.作sin θ1sin θ2图象

改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1sin θ2图象,由n可知图象应为直线,如图所示,其斜率就是玻璃的折射率.

3单位圆法确定sin θ1sin θ2,计算折射率n

以入射点O为圆心,以适当长度R为半径画圆,交入射光线OAE点,交折射光线OOE点,过ENN的垂线EH,过ENN的垂线EH′.如图所示,sin θ1sin θ2OEOER,则n.只要用刻度尺量出EHEH的长度就可以求出n.

六、注意事项

1.实验时,应尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1P2之间、P3P4之间、P2OP3O之间距离要稍大一些.

2.入射角θ1不宜太大(接近90°),也不宜太小(接近0°).太大:反射光较强,出射光较弱;太小:入射角、折射角测量的相对误差较大.

3.操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线.

4.实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变.

5.玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5 cm以上,若宽度太小,则测量误差较大.

七、误差分析

1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.

2.入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差.

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