学生实验：测定玻璃的折射率 配套导学案Word含答案.pdf

第2节 学生实验：测定玻璃的折射率 对应学生用书 P52 一、实验目的 (1)会用“插针法”确定光路。 (2)会对实验数据进行处理和误差分析。 二、实验原理 用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的出射光线，用量角器测入射角i和折射角 sini r，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝ 。 sinr 三、实验器材 长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。 四、实验步骤 (1)先在白纸上画一条直线EE′，代表两种介质的分界面；再画出一直线段AB 作为入 射光线，然后画出分界面上B处的法线NN′，如图4－2－1所示。 图4－2－1 (2)把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与EE′对齐，用直尺或三角板轻靠 在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动。将玻璃砖取下，画出直线FF′代表玻璃砖 的另一边。 (3)在直线AB 上竖直插上两枚大头针G 、G ，放回玻璃砖，然后透过玻璃砖观察大头 1 2 针G 、G 的像，调整视线方向，直到G 的像被G 挡住。 1 2 1 2 (4)在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G 和G ，用G 挡住G 、G 的像，用G 挡 3 4 3 1 2 4 住G 以及G 、G 的像。 3 1 2 (5)移去大头针和玻璃砖，过G 、G 的插点画直线CD，与FF′相交于C点，直线CD 3 4 就表示沿直线AB入射的光线透过玻璃砖后的光线，连接BC，BC就是玻璃砖内的折射光线 的路径。 (6)用量角器量出入射角i和折射角r，查出入射角和折射角的正弦值。 (7)通过上面的步骤分别测出入射角是 15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，并查出相 应的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。 入射角i 15° 30° 45° 60° 75° sini 折射角r sinr sini sinr 五、数据处理 sini (1)计算法：把上述实验数据分别由n＝ 计算出n 、n 、n …，求出平均值即为玻璃 sinr 1 2 3 砖折射率的测量值。 1 (2)图像法：因sinr＝ sini，所以可把上面的数据以sini值为横坐标、以sinr值为纵坐 n 标，建立直角坐标系，如图4－2－2所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。 1 1 求解图线斜率，设斜率为k，则k＝ ，故玻璃砖折射率n＝ 。 n k 图4－2－2 (3)尺规法：经过入射点画出玻璃界面的法线N