《山东高考》一轮复习教师用书2021 第13章 实验20　测定玻璃的折射率

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实验二十　测定玻璃的折射率
一、实验目的
1．测定玻璃的折射率。
2．学会用插针法确定光路
二、实验原理
如图所示，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，从而求出折射光线 OO′和
折射角 θ2，再根据 n＝或 n＝计算出玻璃的折射率。
三、实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。
四、实验步骤
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、P2的像，
再插上 P4，使 P4挡住 P3和P1、P2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，算出不同入射角时的，并取平均值。
五、数据处理
1
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．作 sin θ1sin θ2图象：改变不同的入射角 θ1，测出不同的折射角 θ2，作
sin θ1sin θ2的图象，由 n＝可知图象应是过原点的直线，如图所示，其斜率为折
射率。
3．“单位圆”法确定 sin θ1、sin θ2，计算折射率 n。
以入射点 O为圆心，以一定的长度 R为半径画圆，交入射光线 AO 于E点，
交折射光线 OO′于 E′点，过 E作NN′的垂线 EH，过 E′作 NN′的垂线 E
′H′，如图所示，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。
六、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 bb′。
2．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。
3．大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针 P1与P2间、P3与
P4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差。
4．实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差过大，也不宜过大，
否则在 bb′一侧将看不到 P1、P2的像。
实验原理与操作
1．(2019·郑州一中模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻璃折射率”实验，
图示直线 aa′、bb′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面。几位同学进行了如
下操作：
2
摘要：

实验二十　测定玻璃的折射率一、实验目的1．测定玻璃的折射率。2．学会用插针法确定光路二、实验原理如图所示，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，从而求出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。四、实验步骤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...

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