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廣東省汕頭市澄海中學高中物理 第十三章 光學 光學 實驗 測定玻璃的折射率練習 新人教版選修3-4
班級___________ 姓名____________ 學號____________
【實驗準備】
1.實驗原理：如圖所示，abcd為兩面平行的玻璃磚，光線的入射角為,折射角為,根據(jù)
，可以計算出玻璃的折射率n。
2.實驗中，我們用什么方法確定入射光線和折射光線？
【實驗步驟】
1.用圖釘把白紙固定在木板上.
2.在白紙上畫一條直線aa′作為界面,并取aa′上的一點O為入射點，作過O的法線NN′。
2、
3.畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針。
4.在白紙上放上玻璃磚，使其中一個長邊與直線aa′對齊，并畫出另一條對齊線bb′。（思考如何畫bb′）
5.通過玻璃磚觀察并調整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在觀察一側插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像.
6.移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點O′，連結O、O′得線段OO′.
7.用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.
8.改變入射角，重復實驗，算出不同入射角時的 ，并取
3、平均值。
【注意事項】
1.用手拿玻璃磚時，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱，不能觸摸光潔的光學面，嚴禁把玻璃磚當尺子畫玻璃磚的另一邊bb′.
2.實驗過程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動.
3.大頭針應豎直地插在白紙上，且玻璃磚每兩枚大頭針P1與P2間、P2與O間、P3與P4間、P3與O′間的距離應大一點，以減小確定光路方向時造成的誤差.
4.實驗時入射角不宜過小，否則會使測量誤差過大，也不宜過大，否則在bb′一側將看不到P1、P2的像
5.由于要多次改變入射角重復實驗，所以入射光線與出射光線要一一編號，以免混亂.
6.玻璃磚應選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬度太小，則測量誤差較
4、大.
【實驗數(shù)據(jù)】
次數(shù)
入射角（,）
折射角（）,
1
2
3
【鞏固訓練】
1.在做“測定玻璃折射率”的實驗時（圖中虛線表示玻璃磚）
（1）某同學在紙上正確畫出玻璃的兩個界面ab和cd時不慎碰了玻璃磚，使它向上平移了一些，如圖所示，其后的操作都正確.在畫光路圖時，將入射點和出射點分別確定在ab、cd上，則測出的折射率n將如何變化？
（2）某同學為了避免筆尖接觸玻璃面，畫出的ab和cd都比實際側面向外側平移了一些，如圖所示，其后的操作都正確
5、.但在畫光路圖時，將入射點、出射點分別確定在ab、cd上，則測出的折射率n將如何變化？
（3）某同學在畫界面時，不小心將兩個界面ab、cd間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖所示，則測出的折射率n將如何變化？
2.在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙、丙三位同學在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙兩同學用的是矩形玻璃磚，乙同學用的是梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫光路圖.
則甲同學測得的折射率與真
6、實值相比______________（填“偏大”“偏小”或“不變”）.
乙同學測得的折射率與真實值相比______________（填“偏大”“偏小”或“不變”）.
丙同學測得的折射率與真實值相比_____________________________________.
（ ）3.如圖用插針法測定玻璃折射率的實驗中，以下說法正確的是：
（1）P1、P2及P3、P4之間的距離適當大些，可以提高準確度.
（2）P1、P2及P3、P4之間的距離取得小些，可以提高準確度.
（3）入射角θ1適當大些，可以提高準確度.
（4）P1、P2的間距，入射角的大小均與實驗
7、的準確度無關.
A.（1）（3） B.（2）（4） C.（3）（4） D.（1）（4）
（ ）4.某同學做“測定玻璃的折射率”的實驗時，用他測得的多組入射角θ1與折射角θ2作出sinθ1－sinθ2圖象如圖所示．下列判斷中正確的是：
A．他做實驗時，研究的是光線從空氣射入玻璃的折射現(xiàn)象
B．玻璃的折射率為0.67 C．玻璃的折射率為1.5
5.如圖所示，某同學由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，他以O點為圓心、10.00 cm為半徑畫圓，分別交射線OA于A點，交OO′連線的延長線于C點，過A點作法線NN′的垂線AB交NN′于B點，
8、過C點作法線NN′的垂線CD交NN′于D點，用刻度尺量得OB＝8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________.
6.如圖所示，一半圓形玻璃磚外面插上P1、P2、P3、P4四枚大頭針時，P3、P4恰可擋住P1、P2所成的像，則該玻璃磚的折射率n=______________。
7.如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實線部分)另一側垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3.圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對
9、稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點．
(1)設AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量______，則玻璃磚的折射率可表示為______．
(2)該同學在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O為圓心順時針轉過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)．
8.由于實驗室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠，部分同學需改用直角三棱鏡做“測定玻璃的折射率”的實驗，實驗步驟如下：
a．如圖所示，先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、a′b
10、′作為三棱鏡的兩個界面，并在直線上標出點O；
b．標出P3、P4位置；
c．將三棱鏡放在白紙上，使短邊跟ab對齊，長邊跟a′b′對齊；
d．在長邊a′b′的外側透過三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調整視線方向，直到P1的像完全被P2擋柱；
e．在觀察的這一側插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像和P3；
f．在O點作一垂直ab的線段OA，在OA上垂直地插兩枚大頭針P1、P2；
g．移去三棱鏡和大頭針，連接P3P4，交a′b′于O′，過O′點作與a′b′
h．作光路圖，計算折射率n.
(1)正確的實驗步驟順序為______．
(2)請在圖中畫出
11、準確完整的光路圖；
(3)請根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，求出該玻璃的折射率n＝________.
9.如圖所示，一個學生用廣口瓶和刻度尺測定水的折射率，填寫下述實驗步驟中的空白.
（1）用_____________測出廣口瓶瓶口內徑d.
（2）在瓶內裝滿水.
（3）將刻度尺沿瓶口邊緣______________插入水中.
（4）沿廣口瓶邊緣向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度（即圖中A點），同時看到水面上B點刻度的像B′恰與A點的像相重合.
（5）若水面恰與直尺的C點相平，讀出______________和______________的長度.
（6）由題中所給條件，可以計算水的折射率為_____________.
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高中物理 第十三章 光學 光學 實驗 測定玻璃的折射率練習 新人教版選修34
