测定玻璃的折射率教案

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测定玻璃的折射率实验目的:测定玻璃砖的折射率。实验原理:1.求折射率的公式有:(1)n=sini/sinr(i为光线在真空中的角,r为光线在介质中的角)(2)n=1/sinC(C为临界角)(3)n=C/v(C为真空中光速,v为介质中光速)2.要测玻璃砖的折射率,显然用n=sini/sinr简便易行实验器材:玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。实验步骤:1.将玻璃砖放在白纸上,画出上下两界面,做出法线。让光线从玻璃砖上方射入,下方穿出。做出入射光线和折射光线,用量角器测出入射角i和折射角r,代入公式n=sini/sinr即可求出折射率n。2.入射角i和折射角r的确定(1)用插在白纸上的大头针做为入射光源,大头针P1、P2在白纸上的插点的连线就是入射光线。(2)在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P1和P2的像,并在像的反向延长线上插大头针P3、P4。大头针P3、、P4在白纸上的插点的连线就是出射光线。(3)连接入射点和出射点即为折射光线。数据记录重要注意事项①玻璃砖要厚;②入射角应在30°到60°之间;③大头针的间距应较大些;④玻璃砖的折射面要画准;⑤大头针要插得竖直。误差及分析①入射光线、出射光线确定的准确性,要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。②测量入射角与折射角时的相对误差,故入射角不宜过小。入射角也不宜过大,过大则反射光较强,出射光较弱。例题分析123入射角i折射角rsinisinrn=sini/sinr例1.某同学在做完插针法测玻璃砖折射率的实验后有几点体会,其中不正确的是()A.当入射角相同时,玻璃砖越厚,入射光线侧移量越大B.入射角的值应取稍大些,这样可减少实验误差C.玻璃砖的两个面aa'和bb'不平行时,无法测出玻璃的折射率D.若玻璃砖的两个面平行,但入射角为零,无法测出玻璃的折射率例2.在做测定玻璃折射率的实验时。(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab前,不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,如图(甲)所示,其后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将_____________。(2)乙同学为了避免笔尖接触光学面,画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一些,如图(乙)所示,以后的操作均正确,画光路图时将入射点和折线点都确定在a'b'和c'd'上,则测出的n值将_____________。(3)丙同学在操作和作图时均无失误,但所用玻璃砖的两个界面明显不平行,这时测出的n值将______________。例3.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图以后,以O点为圆心,10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交O、O'连线延长线于C点。过A点作法线NN'的垂线AB交NN'于B点,过C点作法线NN'的垂线CD交于NN'于D点,如图6所示,用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm。由此可得出玻璃的折射率n=________。练习题班级学号姓名1、光在两种介质的界面处发生全反射,由此可判定()A.光由光密介质射向光疏介质B.光由光疏介质射向光密介质C.入射角等于或大于临界角D.入射角小于临界角2.一束光线从空气射向水中,入射角为300,在介面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线与折射光线之间的夹角为()A、小于300B、在300到600之间C、大于1200D、在600到1200之间3.两种透明介质对真空的全反射临界角为C1、C2,且C1>C2,由此可知,这两种介质中光速V1、V2、折射率n1、n2的大小关系是()A、n1>n2,V1>V2B、n1>n2,V1<V2C、n1<n2,V1<V2。D、n1<n2,V1>V2。4、在“测定玻璃砖折射率”的实验中,如图所示,∠EOA=α,∠AOM=β,∠NOO’=θ,插大头针P1、P2、P3、P4是()A、为了找出光线AO,测出的折射率为n=sinθ/sinβB、为了找出光线AO,测出的折射率为n=sinβ/sinθC、为了找出光线O’B,测出的折射率为n=sinθ/sinαD、为了找出光线O’B,测出的折射率为n=sinβ/sinθ5、人在河边看到岸上的树在水中的倒影及河中的鱼,则:()A、看到的树是折射成的像。B、看到的鱼是折射成的像。C、鱼是实像,树是虚像。D、鱼是虚像,树是实像。6、如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么:①光是从真空射向介质。②介质的折射率为1.73。③光在介质中的传播速度为1.73×108m/s。④反射光线与折射光线成600角。则下列组合正确的是:A、①②B、②③C、①②③④D、①②③7.光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s。当光线以30°入射角,由该介质射入空气时,折射角为多少?AP1P2MEOE’NCFO’F’BθP4βP3MN3003008.光线从空气射入甲介质中时,入射角i=45°,折射角r=30°,光线从空气中射入乙介质中时,入射角i60°,折射角r=30°.求光在甲、乙两种介质中的传播速度比。9.已知水的折射率是4/3,某种玻璃的折射率是3/2,则光在水中和在这种玻璃中传播的速度之比是多少?10.一束宽度为10cm的平行光束,以60°的入射角从空气射入折射率为3的介质中,界面光滑平整,求反射光束和折射光束的宽度。11.如图,画有直角坐标系Oxy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是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β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α和β,便可求得玻璃的折射率。(1)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y<0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___________________________________。(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是__________________。若他已正确地测得了α、β的值,则玻璃的折射率n=_____________________________。12.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验,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挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4,使P3挡住P1和P2的像。P4挡住P3和P1,P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。(1)在图上画出所需的光路。(2)为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是___________,在图上标出它们。(3)计算折射率的公式是n=____________。

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