1、实验十三 测定玻璃的折射率一：实验原理如图所示，要确定通过玻璃的 折射光线，是通过插针法找出跟入射光线 OA 对应的出射光线 OB，就能求出折射光线 OO和折射角 r.再根据折射定律就可计算出玻璃的折射率。二：实验步骤1.把白纸用图钉钉在木板上.2.在白纸上画一条直线 aa作为界面，画一条线段 AO 作为入射光线，并过 O 点画出界面 aa的法线 NN.3.把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟 aa对齐，并画出玻璃砖的另一个长边 bb.4.在 AO 线段上竖直地插上两枚大头针 P1、P 2.5.在玻璃砖的 bb一侧竖直地插上大头针 P3时，用眼睛观察调整视线要使 P3能同时挡住 P1和
2、 P2的像.6.同样地在玻璃砖的 bb一侧再竖直地插上大头针 P4时，使 P4能挡住 P3本身和 P1、P 2的像.7.记下 P3，P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过 P3、P 4引直线 OB 与 bb交于 O点，连结 OO，OO就是玻璃砖内的折射光线的方向.入射角 i=AON，折射角 r=OON.8.用量角器量出入射角 i 和折射角 r 的度数9.从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里.10.用上面的方法分别求出入射角是 15、30、45、60和 75时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里.11.算出不同入射角时 的值 .比较一下 ，看它们是
3、否接近一个常数，求出几次实验中测的 的平均sinr sinr值，就是玻璃的折射率.三：数据处理：此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,找出入射角和折射角的正弦值,再代入 n= ，求出玻璃的折射率.除运用此法之外,还可运用以下处理数据的方法.12sin1.平均值法:在找到入射光线和折射光线以后,以入射点 O 为圆点,以任意长为半径 画图,分别与 AO 交于 C 点,与 OO(或 OO的延长线)交于 D 点,过 C,D 两点分别向NN作垂线,交 NN于 C,D,用直尺量出 CC和 DD的长,如图所示,由于 sin= ,sin= ,而 CO=DO,所以折射率 n= = .COD sinCD
4、重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求出平均值即为玻璃砖折射率的测量值.2.图象法:根据折射定律可得:n= .12sin因此有：sin 2= sin 1.n可利用 sin 2-sin 1图象处理数据：如图所示，可得到一条过原点的直线，求解图线的斜率，设斜率为 k,则 k= ，故玻璃的折射率 n= .n1k四：误差分析实验误差的来源：1.插针时 P3、P 4位置不准确，造成光路确定不准确.2.在确定 bb时，玻璃砖发生移动.3.测入射角、折射角时存在偶然误差.为了尽量减小实验误差，在插针时透过玻璃砖观察大头针 P1、P 2的像，调整视线方向，直到 P2挡住 P1的像.再在观察的这一侧插两枚大
5、头针 P3、P 4，使 P3挡住 P1、P 2的像，P 4挡住 P3及 P1、P 2的像，记下P3、P 4的位置.例 1：某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以 O 点为圆心， 10.00cm 长为半径画圆，分别交线段 OA 于 A 点，交 O 和 O连线延长线于 C 点.过 A 点作法线 NN的垂线 AB 交 NN于 B 点，过 C 点作法线 NN的垂线 CD 交 NN于 D 点，如图所示.用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率 n=_.例 2： 在利用插针法测定玻璃折射率的实验中：1.甲同学在纸上确定玻璃砖的另一个界面 bb时，不自觉地碰了玻璃砖使
6、它向 aa方向平移了少许，如图（甲）所示.则他测出的折射率值将_（选填“偏大” “偏小”或“不变” ） ；PM NA BCDoQE FO2.乙同学在画界面时，不自觉地将两界面 aa,bb间距离画得比玻璃砖宽度大些，如图（乙）所示.则他测得的折射率_（选填“偏大” “偏小”或“不变” ）.例 3：（2011 年通州一模）1.如图所示，游标卡尺的读数是_mm；螺旋测微器的读数是_mm2.（1）右图是利用插针法测定玻璃砖 ABCD 折射率的实验得到的光路图，玻璃砖的入射面 AB 和出射面 DC 并不平行，则出射光线 OQ 与入射光线 PO_。（填“平行”或“不平行”）（2）以入射点 O 为圆心，以一
7、定长度为半径画圆，与入射光线 PO 交于 M 点，与折射光线 OO的延长线交于 F 点，过 M 、 F 点分别向法线作垂线，得到垂足 N、 E 两点，测得 MN=1.68cm； EF=1.12cm，则该玻璃砖的折射率 n_。例 4:在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 aa/和 bb/后，不自觉地碰了玻璃砖使它向 aa/方向平移了少许，如右图(甲)所示则他测出的折射率值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”).乙同学在画界面时，不自觉地将两界面 aa/、bb /间距画得比玻璃砖宽度大些，如右图(乙)所示，则他测得的折射率 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”
8、)0 1 2cm0 10 20例 5：在做“测定玻璃的折射率”的实验时，某同学为了避免笔尖接触玻璃砖表面，画出的两条直线 ab和 cd都比玻璃砖的实验侧面向外平移了一些（如图所示） ，其他操作都正确，画出光路图时他也以 ab和 cd直线为标准找出两个交点 O、O，连成折射光线 OO以后再进行测量和计算，他测出的玻璃折射率 n 值将_.例 6:(08 年丰台二模)如右图所示，ABCD 是透明玻璃砖，AB 面和 CD 面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面和界面，光线从界面射入玻璃砖，再从界面射出，回到空气中，如果改变光到达界面的入射角，则以下说法正确的是 。（填选项代号）A只要入射角足够大
9、，光线在界面上可能发生全反射现象B只要入射角足够大，光线在界面上可能发生全反射现象C无论入射角多大，光线在界面上都不可能发生全反射现象D无论入射角多大，光线在界面上都不可能发生全反射现象例 7:（09 年昌平二模）在“测定玻璃的折射率”的实验中，选用的是入射面和出射面相互 平行的矩形玻璃砖，用“插针法”测定某种玻璃的折射率。实验步骤如下：a.将木板水平放置，把一张白纸用图钉固定在木板上；b.在白纸上画出一条直线 aa作为入射界面,过 aa上的点 O 画出界面的法线 NN,并画一条线段 AO 作为入射光线;c.把矩形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟 aa对齐，画出玻璃砖的另一边 bb；d.在直线
10、AO 上竖直插上两枚大头针 P1、 P2，透过玻璃砖观察大头针 P1、 P2的像，调整视线方向，直到P2档住 P1的像。再在观察的这一侧插两枚大头针 P3、 P4， _ ，记下 P3、 P4的位置。e.移去大头针和玻璃砖，做出出射光线，标出入射角 、折射角 。(1)请将步骤 d 补充完整。(2)小明同学按上述步骤进行了实验,记录下 5 组数据，并计算出不同入射角时玻璃的折射率，如下表所示。但其中有一组数据是不真实的,李老师给出了该玻璃砖的折射率为 n=1.521,arcsin =0.717（弧度）=41.081.根据老师给出的数据可以判断，)521.(小明同学记录的数据中，不真实的是第_组。(
11、3)赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后，以入射点 O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与 AO 交于 C 点，与 OO交于 D 点，过 C、 D 两点分别向 NN作垂线，交 NN于 C、 D， 所以折射率 n= 。（用图示中的线段表示）组别项目第 1组第 2组 第 3 组 第 4 组 第 5 组入射角 25 35 45 50 75折射角 16 22.5 28 32 42sin 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966sin 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669折射率 n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443例 8:某同学做测定玻璃折射率实验时,用他测得的多组入射角 1 与折射角 2作 出 sin 1-sin 2图象如图所示.下列判断中哪些是正确的 ( )(多选)A他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 B玻璃的折射率为0.67C玻璃临界角的正弦值为 0.67 D玻璃的折射率为 1.5
