第十六章 实验十四 测定玻璃的折射率

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实验十四　测定玻璃的折射率
目标要求 　1.掌握测定折射率的原理及方法.2.能用插针法测定玻璃的折射率.
实验技能储备
1.实验原理
如图 1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 O′B，从而画出折射光线 OO′，求出折射角 θ2，再根据 n＝或
n＝计算出玻璃的折射率.
图1
2.实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.
3.实验过程
(1)用图钉把白纸固定在木板上.
(2)在白纸上画一条直线 aa′，并取 aa′上的一点 O为入射点，作过 O点的法线 MM′.
(3)画出线段 AO 作为入射光线，并在 AO 上插上 P1、P2两根大头针.
(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线 aa′对齐，并画出另一条长边的对齐
线bb′.
(5)眼睛在 bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使 P1的像被 P2的像挡住，
然后在眼睛这一侧插上大头针 P3，使 P3挡住 P1、 P 2
的像，再插上 P4，使 P4挡住 P3
和
P 1、 P 2
的像 .
(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P3、P4的针孔位置确定出射光线 O′B及出射点 O
′，连接 O、O′得到线段 OO′.
(7)用量角器测量入射角 θ1和折射角 θ2，并查出其正弦值 sin θ1和sin θ2.
(8)改变入射角，重复实验.
4.数据处理
(1)计算法
用量角器测量入射角 θ1和折射角 θ2，并查出其正弦值 sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的，
并取平均值.
(2)图象法
改变不同的入射角 θ1，测出不同的折射角 θ2，作 sin θ1－sin θ2的图象，由 n＝可知图象应是
过原点的直线，如图 2所示，其斜率为折射率.
图2
(3)“单位圆”法
以入射点 O为圆心，以一定的长度 R为半径画圆，如图 3所示，sin θ1＝，sin θ2＝，OE＝
OE′＝R，则 n＝＝.只要用刻度尺量出 EH、E′H′的长度就可以求出 n.
图3
5.注意事项
(1)实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且 P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与
O′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°).
(3)操作时手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，也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.
考点一　教材原型实验
例1　(2019·天津卷·9(2))某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，
刻度尺，圆规，笔，白纸.
(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________.
摘要：

实验十四　测定玻璃的折射率目标要求　1.掌握测定折射率的原理及方法.2.能用插针法测定玻璃的折射率.实验技能储备1.实验原理如图1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O′B，从而画出折射光线OO′，求出折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率.图12.实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔.3.实验过程(1)用图钉把白纸固定在木板上.(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′.(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针.(4)在白纸上放上...

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