2022年高二物理上學(xué)期 光學(xué) 實驗 測定玻璃的折射率學(xué)案 新人教版

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1、2022年高二物理上學(xué)期 光學(xué) 實驗 測定玻璃的折射率學(xué)案 新人教版 【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′。 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′

2、。（思考如何畫bb′） 5.通過玻璃磚觀察并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在觀察一側(cè)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(jié)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?nèi)肷浣牵貜?fù)實驗，算出不同入射角時的 ，并取平均值。 【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(xué)面，嚴禁把玻璃磚當尺子畫玻璃磚的另一邊bb′. 2.實驗過

3、程中，玻璃磚在紙上的位置不可移動. 3.大頭針應(yīng)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(yīng)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(cè)將看不到P1、P2的像 5.由于要多次改變?nèi)肷浣侵貜?fù)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(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大. 【實驗數(shù)據(jù)】 次數(shù) 入射角（,） 折射角（）, 1 2 3

4、 【鞏固訓(xùn)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(xué)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(xué)為了避免筆尖接觸玻璃面，畫出的ab和cd都比實際側(cè)面向外側(cè)平移了一些，如圖所示，其后的操作都正確.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(xué)在畫界

5、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(xué)在紙上畫出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)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(xué)測得的折射率與真實值相比______________（填“偏大”“偏小”或“不變”）. 乙同學(xué)測得的折射率與真實值相比______________（填“偏大”“偏小”或

6、“不變”）. 丙同學(xué)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的準確度無關(guān). A.（1）（3） B.（2）（4） C.（3）（4） D.（1）（4） （ ）4.某同學(xué)做“測定玻璃的

7、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(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后，他以O(shè)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，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

8、.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(xué)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(cè)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(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l

9、3，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(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)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(xué)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′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

10、′b′的外側(cè)透過三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P1的像完全被P2擋柱； e．在觀察的這一側(cè)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(xué)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(nèi)徑d. （2）在瓶內(nèi)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_____________.