2实验：测定玻璃的折射率实验：测定玻璃的折射率必必备知知识自主学自主学习关关键能力能力合作探究合作探究随堂演随堂演练自主自主检测课 标 要 求1.能制订测量玻璃折射率的实验方案，确定需要测量的物理量2学会正确使用实验器材获取数据，对数据进行分析后得出结论3会分析误差，用物理语言准确描述实验结论思 维 导 图必必备知知识自主学自主学习四、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代表入射光线；然后画出分界面上B点处的法线NN，如图所示2把矩形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边与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上竖直地插上两枚大头针G1、G2，放回玻璃砖，然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像，调整视线方向，直到G1的像被G2的像挡住4再在观察的这一侧先后竖直地插上两枚大头针G3、G4，用G3挡住G1、G2的像，用G4挡住G3以及G1、G2的像5.移去大头针和玻璃砖，过G3、G4的插点画直线CD，与FF相交于C点，直线CD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就是折射光线在玻璃砖内的路径6用量角器测出入射角i和折射角r，从三角函数表中查出它们的正弦值7通过上面的步骤分别测出入射角为15、30、45、60、75时的折射角，并查出它们相应的正弦值六、注意事项1实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，同侧两针之间的距离要稍大些2入射角应适当大些，以减小测量角度的误差，但也不宜太大，入射角太大，在玻璃砖的另一侧会看不清大头针的像3操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面，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玻璃砖应选择宽度较大的，一般要求在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大6入射点应尽量靠近玻璃砖上界面的左侧，使之在玻璃砖的另一侧能够找到对应的出射光线导学1用截面为三角形或其他形状的也能完成测量折射率的实验，基本原理相同导学2用单位圆法处理数据时，实验器材中的量角器应换成圆规导学3大头针G2、G3应靠近玻璃砖，同侧两针之间的距离稍大些，可使实验作图误差更小关关键能力能力合作探究合作探究探究点一实验原理和操作典例示范典例示范例1“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.(1)在插入第四个大头针D时，要使它_(2)在图上画出光传播的光路(3)为 了 测 出 棱 镜 玻 璃 的 折 射 率，需 要 测 量 的 量 是_(在图上标出它们)挡住C及A、B的像入射角AOM，折射角OON素养训练1小杨同学在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中，在线段ab上正确地插好两枚大头针a、b后，插上大头针c时应采取的正确操作_；正确操作后绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置如图所示请结合所学的知识判断出其出射的光线应过_(填“d”或“e”)点透过玻璃砖后挡住b、a的像e探究点二数据处理和误差分析典例示范典例示范例2在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中(1)下列操作可以减小实验误差的是_AP1、P2及P3、P4之间的距离适当大些B入射角适当小些C入射角适当大些D若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的AC解析：(1)P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以减小在确定光线方向时的误差，A正确；入射角适当大些可减小测量角度时的误差，B错误，C正确；若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大的，可减小确定光线方向时的误差，D错误(2)正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式n_(用图中的、表示)(3)实验小组内的两位学生在实验中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1所示)，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_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)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2所示)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_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)不变偏小素养训练2在用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧垂直白纸插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧垂直白纸插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示(1)在本题的图上画出所需的光路；(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_，_，在图上标出它们；(3)计算折射率的公式是_随堂演随堂演练自主自主检测1(多选)测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是()A玻璃砖的厚度宜大些B入射角应尽量小些C大头针应垂直地插在纸面上D大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些答案：ACD解析：玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，A、C、D正确；入射角较小时，测量误差较大，B错误2在测定玻璃的折射率的实验中，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、10cm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OB8cm，CD4cm，由此可得出玻璃的折射率 n_1.53用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验时插针的结果(1)在这四个图中肯定把针插错了的是_(2)在这四个图中可以比较准确地测出玻璃砖折射率的是_，玻璃砖的折射率的公式为_AD