高中物理选修3-4导学案：测定玻璃折射率

【课题名称】 测定玻璃折射率 课型 新授课 课时 1
【学习目标】 知道测定玻璃折射率的实验原理、器材、步骤会进行数据处理和误差分析
【学习重点】 测定玻璃折射率
【学习难点】 数据处理和误差分析
【学法指导】 自主阅读、合作交流
【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题） 【导学笔记】
预习导学（15分钟）课前自主学习（认真阅读教材p50-p52，独立完成下列问题）一、实验目的：测定玻璃的折射率二、实验原理： 三、实验器材一块两面平行玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺四、实验步骤（以下填写参考上图所做标示）⒈ 把白纸铺在木板上。⒉．在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线 ，并画一条线段 作为入射光线。⒊ 把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'。⒋ 在线段AO上竖直地插上两枚大头针 、 。⒌ 从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针 、 的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针 、 ， 自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。
使 能挡住P1、P2的像， 能挡住P1、P2的像及P3本身。⒍ 移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'， 就是玻璃砖内折射光线的方向。 为入射角， 为折射角。用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。⒏ 用上述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，记录在表格里。⒐ 算出不同入射角时 的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的 的平均值，这就是这块玻璃的折射率。五、实验注意事项 ⒈ 轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用；⒉ 实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动；⒊ 插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差；⒋ 实验时入射角不能太小(接近零度)，否则会使测量误差加大；也不能太大(接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像；5. 针要竖直插在纸面上；6. 本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。六. 数据处理及误差分析展示导思（15分钟）课中合作探究【典型例题】例1：某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验．先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示．⑴在图上画出所需的光路．⑵为了测量出玻璃砖折射率，需要测量的物理量有 （要求在图上标出）．⑶写出计算折射率的公式n＝ ．例2：某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心、10.00 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B，NN′的垂线CD交NN′于D点，如图13-1-14所示.用刻度尺量得OB=8.00 cm,CD=4.00 cm,由此可得出玻璃的折射率n=_____________.检测导练（15分钟）课堂自主检测1．如图所示.在折射率为n，厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从点光源S发出的光线SA，以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与光在玻璃中传播的时间相等，则点光源S到玻璃板上表面的距离L应为多少？*2．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图中①、②和③所示，其中甲、丙同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图.则甲同学测得的折射率与真实值相比____________（填“偏大”“偏小”或“不变”）乙同学测得的折射率与真实值相比________________（填“偏大”“偏小”或“不变”）丙同学测得的折射率与真实值相比_________________. 学习小组代表发言小组交流与讨论