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1、第第2节学生实验：测定玻璃的折射率节学生实验：测定玻璃的折射率学学习习目目标标：1.掌握掌握测测定玻璃折射率的原理定玻璃折射率的原理2学会插学会插针针法法测测定玻璃的折射率定玻璃的折射率重点重点难难点：点：1.折射光折射光线线的确定的确定2实验实验的正确操作及减小的正确操作及减小误误差的方法差的方法课标定位课标定位 第第2节节核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课前自主学案课前自主学案一、一、实验实验目的目的测测定玻璃的折射率定玻璃的折射率二、二、实验实验原理原理如如图图421所所示示，当当光光线线AO以以一一定定入入
2、射射角角穿穿过过两两面面平平行行的的玻玻璃璃砖砖时时，通通过过插插针针法法找找出出跟跟入入射射光光线线AO对对应应的的出出射射光光线线OB，从从而而确确定定了了玻玻璃璃砖砖中中的的折折射射光光线线OO，量量出出入入射射角角1和和折折射射角角2，根根据据n_算算出出玻玻璃璃的折射率的折射率图图421三、三、实验实验器材器材_、白、白纸纸、木板、大、木板、大头针头针四枚、四枚、图钉图钉四枚、四枚、量角器、三角板量角器、三角板(或直尺或直尺)、铅铅笔笔四、四、实验实验步步骤骤1用用图钉图钉把把_固定在木板上固定在木板上玻璃玻璃砖砖白白纸纸2在白在白纸纸上画一条直上画一条直线线aa代表两种介代表两种介
3、质质的的_,过过aa上的一点上的一点O画出界面的法画出界面的法线线NN，并画一条，并画一条线线段段AO作作为为_3把把长长方形的玻璃方形的玻璃砖砖放在白放在白纸纸上，使它的一个上，使它的一个长边长边跟跟aa对齐对齐，并画出玻璃，并画出玻璃砖砖的另一的另一长边长边bb.4在在AO线线段上段上_地插上两枚大地插上两枚大头针头针G1、G2.5在玻璃在玻璃砖砖bb一一侧侧透透过过玻璃玻璃砖观砖观察大察大头针头针G1、G2的像，的像，调调整整视线视线的方向直到的方向直到G1的像被的像被G2的像的像挡挡住住;再再在在bb一一侧侧插上两枚大插上两枚大头针头针G3、G4，使，使G3能能挡挡住住G1、G2的像，
4、的像，G4能能挡挡住住G1、G2的像及的像及G3本身本身界面界面入射光入射光线线竖竖直直6移去玻璃移去玻璃砖砖，在拔掉，在拔掉G1、G2、G3、G4的同的同时时分分别别记记下它下它们们的位置的位置过过G3、G4作直作直线线OB交交bb于于O,连连接接O、O，OO就是玻璃就是玻璃砖砖内内_的方向的方向,AON为为入射角入射角1，OON为为折射角折射角2.7用用_量出入射角量出入射角1和折射角和折射角2的度数，的度数，查查出出它它们们的正弦的正弦值值，并把，并把这这些数据填入些数据填入记录记录表格里表格里8用上述方法分用上述方法分别别求出入射角是求出入射角是15、30、45、60、75时时的折射角
5、，的折射角，查查出入射角和折射角的正弦出入射角和折射角的正弦值值，记记入表格里入表格里9算出不同入射角算出不同入射角时时的的值值，比，比较较一下，看它一下，看它们们是否接近于一个常数，求出几次是否接近于一个常数，求出几次实验时测实验时测得数据的得数据的_，就是玻璃的折射率，就是玻璃的折射率折射光折射光线线量角器量角器平均平均值值核心要点突破核心要点突破一、一、实验实验数据的其他两种典型方法数据的其他两种典型方法1在在找找到到入入射射光光线线和和折折射射光光线线以以后后，以以入入射射点点O为为圆圆心心，以以任任意意长长为为半半径径画画圆圆，分分别别与与AO交交于于C点点，与与OO(或或OO的的延
6、延长长线线)交交于于D点点，过过C、D两两点点分分别别向向 NN作作 垂垂 线线，交交 NN于于 C、D，用用 直直 尺尺 量量 出出 CC和和DD的的长长，如，如图图422所示所示图图422图图423二、注意事二、注意事项项及及误误差分析差分析1注意事注意事项项(1)实验实验中，玻璃中，玻璃砖砖在在纸纸上的位置不可移上的位置不可移动动(2)用手拿玻璃用手拿玻璃砖时砖时，手只能接触玻璃，手只能接触玻璃砖砖的毛面或棱，的毛面或棱，不能触摸光不能触摸光洁洁的光学面，的光学面，严严禁把玻璃禁把玻璃砖砖当尺子画玻璃当尺子画玻璃砖砖的另一的另一边边bb.(3)大大头头针针应应竖竖直直地地插插在在白白纸纸
7、上上，且且玻玻璃璃砖砖每每一一侧侧的的两两枚枚大大头头针针G1与与G2间间、G3与与G4间间的的距距离离应应大大一一些，以减小确定光路方向些，以减小确定光路方向时时造成的造成的误误差差(4)实实验验时时，入入射射角角1不不宜宜过过小小，否否则则会会增增大大测测量量角角度度的的误误差差；入入射射角角也也不不宜宜过过大大，因因入入射射角角太太大大时时，折射光，折射光线线太弱太弱(5)为为减减小小实实验验误误差差，要要改改变变入入射射角角，重重复复实实验验，所所以以应应将将每每次次实实验验所所得得的的插插孔孔进进行行编编号号，以以免免造造成混乱成混乱玻璃玻璃砖应选砖应选用用宽宽度度较较大的，宜在大的
8、，宜在5cm以上，若以上，若宽宽度太小，度太小，则测则测量量误误差差较较大大2误误差分析差分析(1)入入射射光光线线、出出射射光光线线确确定定的的准准确确性性造造成成误误差差，故故入入射射侧侧、出出射射侧侧所所插插两两枚枚大大头头针针间间距距应应大大一一些些，玻璃玻璃砖应宽砖应宽一些一些(2)入射角和折射角的入射角和折射角的测测量造成量造成误误差，故入射角差，故入射角应应适当，一般取入射角在适当，一般取入射角在3070，以减小，以减小测测量的量的相相对误对误差差(3)出射点位置确定不准造成出射点位置确定不准造成误误差差若若实实验验中中入入射射点点选选择择不不合合适适，使使光光线线从从玻玻璃璃砖
9、砖的的侧侧面面射射出出，而而没没有有从从与与入入射射面面平平行行的的另另一一面面射射出出，会会造造成成很很大大误误差差，故故实实验验中中应应注注意意玻玻璃璃砖砖的的边边界界，使光使光线线从互相平行的两面射入和射出从互相平行的两面射入和射出(4)玻璃玻璃砖砖的的边边界确定不准确造成界确定不准确造成误误差差若若实验实验中移中移动动了玻璃了玻璃砖砖，或所画，或所画边边界与玻璃界与玻璃砖实砖实际边际边界不重合，会造成入射角或折射角界不重合，会造成入射角或折射角错误错误，故，故实验实验中中应应使所画使所画边边界与玻璃界与玻璃砖实际边砖实际边界一致，且界一致，且实验实验中保持玻璃中保持玻璃砖砖位置不位置不
10、动动课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一实验实验步步骤骤的考的考查查例例例例1 1一一块块玻璃玻璃砖砖有两个相互平行的表面，其中一有两个相互平行的表面，其中一个表面是个表面是镀银镀银的的(光光线线不能通不能通过过此表面此表面)现现要要测测定定此玻璃的折射率此玻璃的折射率给给定的器材定的器材还还有：白有：白纸纸、铅铅笔、笔、大大头针头针4枚枚(G1、G2、G3、G4)、带带有刻度的直角三有刻度的直角三角板、量角器角板、量角器实验时实验时，先将玻璃，先将玻璃砖砖放到白放到白纸纸上，上，使上述两个相互平行的表面与使上述两个相互平行的表面与纸纸面垂直面垂直在在纸纸上画出直上画出直线线aa和和bb，aa
11、表示表示镀银镀银的玻璃表的玻璃表面，面，bb表示另一表面，如表示另一表面，如图图424所示然后，所示然后，在白在白纸纸上上竖竖直插上两枚大直插上两枚大头针头针G1、G2(位置如位置如图图)用用G1、G2的的连线连线表示入射光表示入射光线线图图424(1)为为了了测测量玻璃的折射率，量玻璃的折射率，应应如何正确使用大如何正确使用大头针头针G3、G4？_试试在在题图题图中中标标出出G3、G4的位置的位置(2)然后，移然后，移动动玻璃玻璃砖砖与大与大头针头针试试在在题图题图中通中通过过作作图图的方法的方法标标出光出光线线从空气到玻璃中的入射角从空气到玻璃中的入射角1与折与折射角射角2.简简要写出作要
12、写出作图图步步骤骤：_(3)写出写出1、2表示的折射率公式表示的折射率公式为为n_.【精精讲讲精精析析】(1)由由于于aa镀镀银银，所所以以光光不不能能从从aa面面射射出出玻玻璃璃砖砖，而而是是在在aa面面上上发发生生反反射射，因因此此要要在在bb一一侧侧观观察察G1、G2(经经bb折折射射、aa反反射射，再再经经bb折折射射后后)的的像像，在在适适当当的的位位置置插插上上G3，使使得得G3与与G1、G2的的像像在在一一条条直直线线上上，即即让让G3挡挡住住G1、G2的的像像；再再插插上上G4，让让它它挡挡住住G2或或(G1)的的像像和和G3.G3、G4的的位位置置如如图图425所示所示图图4
13、25【答案答案】见见精精讲讲精析精析类型二类型二实验误实验误差的分析差的分析例例例例2 2在利用插在利用插针针法法测测定玻璃折射率的定玻璃折射率的实验实验中：中：(1)甲甲同同学学在在纸纸上上正正确确画画出出玻玻璃璃砖砖的的两两个个界界面面aa和和bb后后，不不小小心心碰碰了了玻玻璃璃砖砖使使它它向向aa方方向向平平移移了了少少许许，如如 图图 4 2 6所所 示示 则则 他他 测测 出出 的的 折折 射射 率率 将将_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不不变变”)图图426(2)乙乙同同学学在在画画界界面面时时，不不小小心心将将两两界界面面aa、bb间间距距画画得得比比玻玻璃璃砖砖宽宽度
14、度大大些些，如如图图427所所示示，则则他他测测得得的的折折射射率率_(填填“偏偏大大”、“偏偏小小”或或“不不变变”)图图427【精精讲讲精精析析】(1)如如图图428甲甲所所示示，甲甲同同学学利利用用插插针针法法确确定定入入射射光光线线、折折射射光光线线后后，测测得得的的入入射射角角、折折射射角角没没有有受受到到影影响响，因因此此测测得得的的折折射射率率将不将不变变图图428(2)如如图图乙乙所所示示，乙乙同同学学利利用用插插针针法法确确定定入入射射光光线线、折折射射光光线线后后，测测得得的的入入射射角角不不受受影影响响，但但测测得得的的折折射射角角比比真真实实的的折折射射角角偏偏大大，因因此此测测得得的的折折射射率率偏小偏小【答案答案】(1)不不变变(2)偏小偏小知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用