实验报告：测量玻璃折射率

实验报告：测量玻璃折射率高二（）班姓名：座号：【实验目的】1、明确测定玻璃砖的折射原理2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤3、会进行实验数据的处理和误差分析【实验原理】如图所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O1B，就能求出折射光线OO1和折射角θ2，再根据折射定律就可算出玻璃的折射率n=21sinsin。【实验器材】平木板、白纸、玻璃砖1块、大头针4枚、图钉4个、量角器（或三角板或直尺）、铅笔【实验步骤】1、把白纸用图钉钉在木板上。2、在白纸上画一条直线ad作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面ad的法线NN1。3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使他的一个长边ad跟严格对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bc.。4、在AO线段上竖直插上两枚大头针P1P2.5、在玻璃砖的ad一侧再插上大头针P3，调整眼睛观察的视线，要使P3恰好能挡住P1P2在玻璃中的虚像。6、用同样的方法在玻璃砖的bc一侧再插上大头针P4，使P4能同时挡住P3本身和P1P2的虚像。7、记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针。过P3、P4引直线O1B与bc交于O1点，连接OO1，OO1就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O1ON18、用量角器量出入射角θ1和折射角θ2。查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。9、改变入射角θ1，重复上述步骤。记录5组数据，求出几次实验中测得的21sinsin的平均值，就是玻璃的折射率。【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bc。2、实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．3、玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差增大；用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面；4、入射角i应在15°~75°范围内取值，若入射角α过大。则由大头针P1、P2射入玻璃中的光线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P3、P4。若入射角α过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AO时要使入射角α适中。5、上面所说大头针挡住大头针的像是指“沉浸”在玻璃砖里的那一截，不是看超过玻璃砖上方的大头针针头部分，即顺P3、P4的方向看眼前的直线P3、P4和玻璃砖后的直线P1、P2的虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。6、大头针P2、P3的位置应靠近玻璃砖，而P1和P2、P3和P4应尽可能远些，针要垂直纸面，这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。【实验数据】实验数据处理的其他方法：1、在找到入射光线和折射光线以后，以入射点0为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与00’(或00’的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NNl作垂线，交NN’于C’、D’，用直尺量出CC’和DD’的长。如图所示。由于COCC'sin，DODD'sin而CO=DO所以折射率''sinsin1DDCCn重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。2、根据折射定律可得sinsinn，因此有sin1sinn在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sina值为横坐标、以sinβ值为纵坐标，建立直角坐标系。如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率，设斜率为k，则nk1。故玻璃砖折射率kn1。【误差分析】1、用量角器测得有误差；2、人眼读数存在误差；3、数据处理带来误差；4、实验仪器存在一定的系统误差。入射角θ1折射率n=折射角θ21sin2sin21sinsin