实验
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测定玻璃的折射率 PowerPoint PPT Presentation


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实验. 测定玻璃的折射率. 一、实验原理. 如图,利用平行玻璃砖对光路的侧移,用插针法找出 入射光线 AO 对应的出射光线 O ′ B, 确定出射点O ′ , 画出折射光线OO ′ ,量出入射角 i 和折射角 r, 根据 n=sini/sinr 计算出玻璃的折射率.. 二、基本操作步骤:. 1、固定白纸于绘图板.. 2、画出界面线 aa′ 、法线 NN′ 和 入射光线 OA. 3 、放好玻璃砖,画下界面 bb′. 4 、插针法定出射光线:在 OA 上 竖直 插上 P1 、 P2 ,透过玻璃砖观 P1 、 P2

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测定玻璃的折射率

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Presentation Transcript


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实验

测定玻璃的折射率


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一、实验原理

如图,利用平行玻璃砖对光路的侧移,用插针法找出

入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出射点O′,

画出折射光线OO′,量出入射角i和折射角r,根据

n=sini/sinr 计算出玻璃的折射率.


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二、基本操作步骤:

1、固定白纸于绘图板.

2、画出界面线aa′、法线NN′和

入射光线OA.

3、放好玻璃砖,画下界面bb′.

4、插针法定出射光线:在OA上竖直

插上P1、P2,透过玻璃砖观P1、P2

的像,调整视线直到P2的像挡住P1的像,再在观察者

一 侧竖直插P3、P4,使P3挡住P1、P2 的像,P4挡住

P3本身和P1、P2 的像,记下P3、P4的位置。

5、作图确定出射光O′B、出射点O′、折射光线OO′.

6、测量入射角i和折射角r,查出正弦值并记入表格

7、分别测出i为30°、45°、60°时的折射角,查

出正弦值,计算不同入射角时折射率,并求其平均值。


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数据处理法一:

  • 在测定玻璃折射率的实验中,两位同学各设计了一个数据记录表,

  • 你认为谁是对的?并简要说明理由。

  • 甲设计的表格

(正确)

乙设计的表格


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三、注意事项

1、大头针竖直插在纸上,间距要稍大一些。

2、入射角不宜太大或太小,一般在15°—75°间

3、实验中,玻璃砖与白纸的位置都不能改变。


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a

a/

b

b/

(a)

a

a/

b

b/

思考:在利用插针法“测定玻璃的折射率”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,实验中不小心碰了玻璃砖使它向aa/方向平移了少许(其它操作均正确无误)。如图(a)所示。则他测出的折射率值将 (   )

不变

(2)乙同学在画界面时,不自觉地将两界面aa/、bb/间距画得比玻璃砖宽度大些(其它操作均正确无误),如图(b)所示,则他测得折射率将 (    )

偏小

(b)


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二、基本操作步骤:

1、固定白纸于绘图板.

2、画出界面线aa′、法线NN′和

入射光线OA.

3、放好玻璃砖,画下界面bb′.

4、插针法定出射光线:在OA上竖直插上P1、P2,透过

 玻璃砖观P1、P2的像,调整视线直到P2的像挡住P1的

像,再在观察者一 侧竖直插P3、P4,使P3挡住P1、P2 的

像,P4挡住 P3本身和P1、P2 的像,记下P3、P4的位置。

5、作图确定出射光O′B、出射点O′、折射光线OO′.

6、测量入射角i和折射角r,查出正弦值并记入表格

7、分别测出i为30°、45°、60°时的折射角,查

出正弦值,计算不同入射角时折射率,并求其平均值。


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数据处理法二:图象法

作sini—sinr图象,函数关系:sini = n sinr

所以图象的斜率即表示折射率!

(ACD)


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思考:如果某同学在完成了光路图后发现自己没带量角

   器,只用毫米刻度尺和圆规,他能求出折射率吗?

Sini=cd/R

Sinr=ef/R

n=sini/sinr=cd/ef


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例:如下图所示:一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时,P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像,则该玻璃砖的折射率n=______.有一同学把大头针插在P1′、P2′位置时,沿着P4、P3的方向看不到大头针的像,其原因是_______________________.

1.73

经P1′、P2′的光线在MN处发生全反射

思考:当入射角足够大时,在平行玻璃砖的下表面上会不会

发生全反射?

不会!


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例:如图所示的装置可以测定棱镜的折射率,其中ABC表示待测直角棱镜的横截面,棱镜的两个锐角α和β都是已知的,紧贴直角边AC的是一块平面镜,将束光线SO入射到棱镜的AB面上,适当调整SO的入射方向,使从AB面出射的光线与入射光线SO恰好重合,在这种情况下,仅需要测出一个物理量 ________ 就可以算出该棱镜的折射率,则计算折射率的表达式为n=_________。

SO与AB夹角i

cosi/sinα


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三、测折射率方法

1、利用n=sini/sinr (插针法等)

2、利用n=1/sinC(全反射法)

3 光速法n=c/v


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利用全反射法:

例1:用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O,以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃

砖,当刚转过θ角时,观察者在玻璃砖平

面一侧恰看不到出射光线。这样就可以知

道该玻璃砖的折射率n的大小。

临界角

思考:以上方法所测θ即为,玻

璃折射率n=

1/sin θ

例2:《全线突破》第260页(7)


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三、测折射率方法

1、利用n=sini/sinr (插针法等)

2、利用n=1/sinC(全反射法)

3、利用视深公式 n=h/h′(视深法)


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视深法:

原理:利用视深公式n=h/h′

方法:在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆,在水面上方吊 一根针,如图所示。调节针的位置,直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合,测出针尖距水面距离即为杯中水的视深h′,再测出水的实际深度h ,则水的折射率n=h/h′


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三、测折射率方法

1、利用n=sini/sinr (插针法等)

2、利用n=1/sinC(全反射法)

3、利用视深公式 n=h/h′(视深法)

4、成像法:利用水面的反射成像和水的折射成像


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成像法:利用水面的反射成像和水的折射成像

在一盛满水的烧杯中,紧挨杯口竖直插一直尺,在直尺的对面观察水面,能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像,若从点P看到直尺水下最低点的刻度B的像(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像(反射成像)重合,读出AC、BC的长,量出烧杯内径d,即可求出水的折射率


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三、测折射率方法

1、利用n=sini/sinr (插针法等)

2、利用n=1/sinC(全反射法)

3、利用视深公式 n=h/h′(视深法)

4、成像法:利用水面的反射成像和水的折射成像

5、观察法


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观察法:

取一圆筒,放在水平桌面上,如图所示,从点A观察,调整视线恰好看到筒底边缘点B,慢慢向筒中注入清水至满,仍从点A观察,能看到筒底的点C,记录点C位置,量出筒高h,筒的内径d及C到筒另一边缘D的距离l,则:


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三、测折射率方法

1、利用n=sini/sinr (插针法等)

2、利用n=1/sinC(全反射法)

3、利用视深公式 n=h/h′(视深法)

4、成像法:利用水面的反射成像和水的折射成像

:利用光的折射定律

5、观察法


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例:将直角坐标系和等腰直角棱镜ABO如图3所示放置,

腰长为16cm,为了测棱镜这种物质的折射率,从

OB 边的D点注视A棱,发现A棱的视位置在C点,

在O、C两点插上大头针,取走棱镜,若D、C两点

的位置坐标分别为(0,12),和(9,0),则棱镜

的折射率为多少?


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