4.2全反射之实验：测定玻璃的折射率课件（共16张PPT） 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.2全反射之实验：测定玻璃的折射率课件（共16张PPT） 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 281.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-12 07:48:35 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
2．实验：测定玻璃的折射率
1、原理：折射定律
2、方法：用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。
空气
玻璃
i=
r=
界面
法线
3、实验器材：玻璃砖、白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器
2.在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的界面，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。
实验步骤
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长边bb′。
1.用图钉把白纸固定在木板上。
5.在玻璃砖bb′侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线直到P1的像被P2的像挡住；再在bb′侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。
实验步骤
6.移去玻璃砖，记下P1、P2、P3、P4的位置。过P3、P4作直线交bb′于O′，连结O、O′，OO′是折射光线,∠AON为入射角θ1，∠O′ON′为折射角θ2
4.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2
7.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里．
8.用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记入表格里．
9.算出不同入射角时sinθ1/sinθ2的值，求出几次实验时测得数据的平均值，就是玻璃的折射率．
实验步骤
5、注意事项：
（1）入射角一般取15o→75o为宜 （太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察）
（2）插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）
（3）插针法实验，玻璃砖不能动（移动会改变光路图 ）
（4）确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用（损坏玻璃砖），画边界线时描两点确定边界线
（5）玻璃砖宽度在5cm以上（让折射光线长点以减小误差）
4、数据处理：
（1）计算法：量角度计算
（2）作图法：画一个圆与折射、入射光线相交于A、E两点，从交点作两条与法线垂直的线段，量出两条线段长度
某同学用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线刚好过O点
误差分析
该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______
偏大
(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
在做测定玻璃折射率n的实验时：
(1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，其后的操作都正确．但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将________．
误差分析
不变
(2)乙同学画出的a′b′和c′d′都比实际界面向外侧平移了一些，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上，则所测出的n值将________．
误差分析
偏小
(3)丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面不平行．则测出的n值________．
误差分析
不受影响
例1、三位学生在测玻璃砖的折射率实验中：(1)第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa'和bb'．因不慎碰动了玻璃砖，使它向aa'方向平移了一点（如图），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
(2)第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa'和bb'都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图）以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______．
(3)第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图）．用这块玻璃砖测出的折射率n的值将__________．
不变
偏小
不变
以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标建立直角坐标系，多次改变入射角、测得相应折射角并查出它们的正弦值，利用以上数据描点连线，得到一条过坐标原点的直线，斜率为k，又根据折射定律可得n＝sinθ1/sinθ2，则k＝1/n，故玻璃砖折射率n＝1/k
其他方法1
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′，用直尺量出CC′和DD′的长
其他方法2
由于sinθ1＝CC′/CO，sinθ2＝DD′/DO，而CO＝DO，
所以折射率：n1＝sinθ1/sinθ2＝CC′/DD′
重复以上实验，求得各次折射率的计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值．
其他方法2
用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖，做法如下：
其他方法3
在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，作光路图则折射率
n＝sinθ1/sinθ2＝AB/CD
在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2，确定入射光线，并让入射光线过圆心O，
2．实验：测定玻璃的折射率
1、原理：折射定律
2、方法：用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。
空气
玻璃
i=
r=
界面
法线
3、实验器材：玻璃砖、白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器
2.在白纸上画一条直线aa′代表两种介质的界面，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。
实验步骤
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长边bb′。
1.用图钉把白纸固定在木板上。
5.在玻璃砖bb′侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像。调整视线直到P1的像被P2的像挡住；再在bb′侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。
实验步骤
6.移去玻璃砖，记下P1、P2、P3、P4的位置。过P3、P4作直线交bb′于O′，连结O、O′，OO′是折射光线,∠AON为入射角θ1，∠O′ON′为折射角θ2
4.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2
7.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里．
8.用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记入表格里．
9.算出不同入射角时sinθ1/sinθ2的值，求出几次实验时测得数据的平均值，就是玻璃的折射率．
实验步骤
5、注意事项：
（1）入射角一般取15o→75o为宜 （太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察）
（2）插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）
（3）插针法实验，玻璃砖不能动（移动会改变光路图 ）
（4）确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用（损坏玻璃砖），画边界线时描两点确定边界线
（5）玻璃砖宽度在5cm以上（让折射光线长点以减小误差）
4、数据处理：
（1）计算法：量角度计算
（2）作图法：画一个圆与折射、入射光线相交于A、E两点，从交点作两条与法线垂直的线段，量出两条线段长度
某同学用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线刚好过O点
误差分析
该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______
偏大
(填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
在做测定玻璃折射率n的实验时：
(1)甲同学在纸上画出玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些，其后的操作都正确．但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将________．
误差分析
不变
(2)乙同学画出的a′b′和c′d′都比实际界面向外侧平移了一些，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上，则所测出的n值将________．
误差分析
偏小
(3)丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面不平行．则测出的n值________．
误差分析
不受影响
例1、三位学生在测玻璃砖的折射率实验中：(1)第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa'和bb'．因不慎碰动了玻璃砖，使它向aa'方向平移了一点（如图），以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
(2)第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的aa'和bb'都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图）以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_______．
(3)第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误，只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行（如图）．用这块玻璃砖测出的折射率n的值将__________．
不变
偏小
不变
以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标建立直角坐标系，多次改变入射角、测得相应折射角并查出它们的正弦值，利用以上数据描点连线，得到一条过坐标原点的直线，斜率为k，又根据折射定律可得n＝sinθ1/sinθ2，则k＝1/n，故玻璃砖折射率n＝1/k
其他方法1
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′，用直尺量出CC′和DD′的长
其他方法2
由于sinθ1＝CC′/CO，sinθ2＝DD′/DO，而CO＝DO，
所以折射率：n1＝sinθ1/sinθ2＝CC′/DD′
重复以上实验，求得各次折射率的计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值．
其他方法2
用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖，做法如下：
其他方法3
在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，作光路图则折射率
n＝sinθ1/sinθ2＝AB/CD
在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2，确定入射光线，并让入射光线过圆心O，