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高中物理编辑
【粤教版】(新教材)2021-2022高中物理第四章光及其应用第二节测定介质的折射率学案选择性必修第一册
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  • 资源类别学案
    资源子类同步学案
  • 教材版本粤教版(新教材)
    所属学科高中物理
  • 适用年级高二年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1239 K
    上传用户神奇妙妙屋
  • 更新时间2022/6/7 14:13:01
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资源简介
1.测量玻璃的折射率。
2.学习用插针法确定光路。
二、实验器材
木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、刻度尺、量角器、铅笔。
三、实验原理与设计
当光从空气射入玻璃时,根据折射定律n,测出入射角i和折射角γ,就可计算出玻璃的折射率。
如图所示,透过玻璃砖观察大头针P1P2,调整视线方向,直到P2的像挡住P1的像。再在观察者同一侧依次插入大头针P3P4,使P3挡住P1P2的像,P4挡住P3P1P2的像。这样,P1P2以及P3P4的连线分别代表入射光和经玻璃砖折射后射出的光,由此便可画出光路图并测出入射角和折射角。
四、实验步骤
1.把白纸固定在木板上,再将玻璃砖放在白纸上。用铅笔描出界面aa′、bb′,利用两枚大头针确定入射光的方向。[如图(a)所示]
2.用两枚大头针在玻璃砖的另一侧确定出射光的方向。[如图(b)所示]
3.取走玻璃砖,根据入射光和出射光的方向确定入射点O和出射点E,连接OE即为玻璃砖内部的折射光。画出过入射点O的法线NN′。[如图(c)所示]
4.根据画出的光路图测量入射角i、折射角γ,填入设计的表格中。计算玻璃的折射率n
5.重复以上实验步骤多次,最后求出玻璃折射率的平均值。
五、数据处理
1.计算法:通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射角和折射角的正弦值,再代入n中求多次不同入射角时n的值,然后取其平均值,即为玻璃砖的折射率。
2.图像法:求出多组对应的入射角与折射角的正弦值,作出sin i­sin γ图像,由n可知图像应为直线,如图所示,其斜率为折射率。
3.单位圆法:在不使用量角器的情况下,可以用画单位圆法。
(1)以入射点O为圆心,以一定长度R为半径画圆,交入射光线OAE点,交折射光线OO′于E′点,过ENN′的垂线EH,过E′作NN′的垂线EH′,如图所示。
(2)由图中关系知sin i,sin γOEOE′=R
n,只要用刻度尺测出EHEH′的长度就可以求出n
六、注意事项
1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。
2.入射角i应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。
3.在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。
4.在实验过程中,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。
七、实验误差
1.入射光线和出射光线画得不够精确。因此,要求插大头针时两大头针间距应稍大。
2.入射角、折射角测量不精确。为减小测量角时的相对误差,入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱。
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