高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 科学测量:玻璃的折射率授课ppt课件

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 科学测量:玻璃的折射率授课ppt课件，共16页。PPT课件主要包含了实验探究，数据处理，自我检测，典例剖析，当堂检测等内容，欢迎下载使用。

一、实验目的1.测量玻璃的折射率。2.学习用插针法确定光路。二、实验原理用插针法确定光路,找出跟入射光线相对应的折射光线,用量角器测出入射角i和折射角r,根据折射定律计算出玻璃的折射率
三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、刻度尺、铅笔。四、实验步骤1.如图所示,将白纸用图钉钉在平木板上。
2.在白纸上画出一条直线aa'作为界面(线),过aa'上的一点O画出界面的法线NN',并画一条线段AO作为入射光线。3.把长方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'。4.在直线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 的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4,使 P3 挡住P1、P2的像, P4 挡住P3及P1、P2的像,记下 P3、P4 的位置。
5.移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所在处作直线O'B与bb'交于O',直线O'B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。6.连接 OO' ,入射角i= ∠AON ,折射角r= ∠O'ON' ,用量角器量出入射角和折射角,从三角函数表中查出它们的正弦值,把这些数据记录在自己设计的表格中。7.用上述方法分别求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角,查出它们的正弦值,填入表格中。
3.单位圆作图法:(1)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OE(或OE的延长线)交于D点,过C、D两点分别向N'N作垂线,交NN'于C'、D',用直尺量出CC'和DD'的长,如图所示。
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.应选用宽度较大的玻璃砖,宜在5 cm以上。若宽度太小,则测量误差会较大。
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。
正误判断(1)在测量玻璃的折射率实验中,入射角越大,误差越小。(　　)答案 ×(2)在白纸上放好玻璃砖后,用铅笔贴着光学面画出界面。(　　)答案 ×
(3)实验时既可用量角器,也可用圆规和直尺等工具进行测量。(　　)答案 √(4)判断像与针是否在同一直线时,应该观察大头针的头部。(　　)答案 ×
例题1 在测量玻璃的折射率实验中,主要步骤如下:(1)如图,在放置好平行玻璃砖的白纸上竖直插上大头针P1、P2确定入射光线,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3,使它挡住P2、P1的像,接着插上第四枚大头针P4,使它挡住　　　　　　　　。 
(2)撤去玻璃砖,在实验记录图(如图)中补画出完整的光路图。(3)根据正确的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=　　　　　　　(结果保留一位小数)。 
解析 (1)第四枚大头针P4要挡住P3及P2、P1的像。(2)光路如图所示。
(3)根据正确的光路图进行测量可得入射角θ1=45°,折射角θ2=30°,得该
答案 (1)P3及P1、P2的像　(2)光路图见解析　(3)1.4
例题2 在利用插针法测量玻璃折射率的实验中:(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa'和bb'后,不小心碰了玻璃砖使它向aa'方向平移了少许,如图甲所示。则他测出的折射率将　　　　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”); (2)乙同学在画界面时,不小心将两界面aa'、bb'间距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”)。 
解析 (1)如图甲所示,入射点为入射光线与aa'直线的交点,出射点为出射光线与bb'直线的交点,两交点的连线为折射光线,由图甲可知,测得的入射角、折射角与真实的入射角、折射角相等,因此测得的折射率将不变。
(2)如图乙所示,乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后,测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小。
答案 (1)不变　(2)偏小
1.(多选)在做“测量玻璃砖的折射率”的实验时,下列关于实验要求的叙述正确的是(　　)A.玻璃砖的宽度宜大些B.大头针应垂直地插在纸面上C.每边的两个大头针的距离近些容易观察D.在插P4时,只要挡住P3的光线就行,与P1、P2无关
2.某同学由于没有量角器,他在完成了光路图后,以O点为圆心,10 cm为半径画圆,分别交线段OA于A点,交线段OO'的延长线于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 cm,CD=4 cm,由此可得出玻璃的折射率n= 。