【物理】测量玻璃砖的折射 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、第四章光4.1.2实验：测玻璃的折射率人教版（2019）如何测定玻璃砖的折射率？导入新课导入新课A AB BO OO Oiri插针法插针法EENNG1G2G3G41画EE；再画AB；然后画NN。2直尺紧靠玻璃砖，取下玻璃砖，画FFBACD3插G1、G2，放回玻璃砖，观察G1、G2的像，调整视线方向，直到G2挡住G1。4用G3挡住G1和G2，插G3；用G4挡住G3、G1、G2，插G4。5移去大头针和玻璃砖，画直线CD，连BC。FF一、实验思路一、实验思路思考：测定玻璃砖的折射率，测定玻璃砖的折射率，怎样简便地确定与入射光怎样简便地确定与入射光AOAO线对应的折射光线呢？线对应的折射光线呢？1 1

2、.计算法计算法 改变入射角改变入射角i，测出相应的折射角测出相应的折射角r，作作sinsini-sinsinr图象。如图图象。如图，图象为直线图象为直线，其斜率等于玻璃的其斜率等于玻璃的折射率。折射率。sinisinr0aaP P1 1P P2 2P P3 3P P4 4A AB BO OO OirN NN N2 2.作作sinsini-sin-sinr图象图象算出不同入射角时的算出不同入射角时的 ，并取平均值。，并取平均值。用量角器测量入射角用量角器测量入射角i和折射角和折射角r，并查出，并查出其正弦值其正弦值sinsini和和sinsinr。二、物理量测量与数据分析二、物理量测量与数据分析

3、3 3.单位圆法单位圆法 iA AB BO OO OraaE EF FD DC C三、实验操作三、实验操作平均值法平均值法算算出出不不同同入入射射角角时时的的比比值值 ，最最后后求求出出在在几几次次实实验验中中所所测测的的 平平均均值值，即即为玻璃砖的折射率。为玻璃砖的折射率。四、实验四、实验数据处理数据处理图象法图象法 以以sin1值值为为横横坐坐标标、以以sin2值值为为纵纵坐坐标标，建建立立直直角角坐坐标标系系，如如图图所所示示。描描数数据据点点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率为k故故玻璃砖折射率：玻璃砖折射率：实验实验数据处理数据处

4、理单位圆法单位圆法 iA AB BO OO OraaE EF FD DC C五、实验注意五、实验注意事项事项实实验验时时，尽尽可可能能将将大大头头针针竖竖直直插插在在纸纸上上，两两大大头头针针间间距距、大大头头针针和和砖砖块块的的间间距距应应适当大一些适当大一些入射角应入射角应适当大适当大一些，一些，但入射角不宜太大，也不宜太小。但入射角不宜太大，也不宜太小。玻璃砖应选用宽度较大的，宜在玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。以上。在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。六、误差分析六、误差分析（

5、1）实验中，当玻璃砖和平行线发生了平移，对最后的结果有无影响？实验中，当玻璃砖和平行线发生了平移，对最后的结果有无影响？真实光真实光路路误差误差光光路路无影响无影响折射角不变折射角不变误差分析误差分析（2）实验中，当平行线画得比玻璃砖宽，对最后的结果有无影响？实验中，当平行线画得比玻璃砖宽，对最后的结果有无影响？真实光真实光路路误差误差光光路路得到折射率偏小得到折射率偏小折射角偏大折射角偏大反之，偏小反之，偏小1.1.测测定定玻玻璃璃的的折折射射率率”的的实实验验中中，在在白白纸纸上上放放好好玻玻璃璃砖砖，aa和和bb分分别别是是玻玻璃璃砖砖与与空空气气的的两两个个界界面面，如如图图所所示示。

6、在在玻玻璃璃砖砖的的一一侧侧插插上上两两枚枚大大头头针针P P1 1和和P P2 2，用用“”表表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P P3 3和和P P4 4。(1)(1)在插在插P P3 3和和P P4 4时，应使时，应使_(_(选填选项前的字母选填选项前的字母).).A.A.P P3 3只挡住只挡住P P1 1的像的像 B.B.P P4 4只挡住只挡住P P3 3 C.C.P P3 3同时挡住同时挡住P P1 1、P P2 2的像的像 D.D.P P4 4挡住挡住P P3 3及及P P1 1、P P2

7、2的像的像(2)(2)按按(1)(1)中中的的做做法法确确定定大大头头针针P P3 3和和P P4 4的的位位置置，请请将将光光路路图图补补充充完完整整，并并在在图图中中标标出出需需要要测测量量的的量量，则则玻玻璃璃砖砖的的折折射射率率可可表表示示为为n_。(用用图图中中标标出出的测量量表示的测量量表示)CD CD 课堂评价课堂评价ir2.2.在测定玻璃折射率的实验中在测定玻璃折射率的实验中:(1)(1)某同学实验插针的步骤如下某同学实验插针的步骤如下 A.A.在表示入射光线的在表示入射光线的AOAO上插上大头针上插上大头针P P1 1、P P2 2；B.B.通过玻璃砖观察通过玻璃砖观察P P

8、2 2、P P1 1，调整视线调整视线，直到直到P P1 1的像被的像被P P2 2的像挡住的像挡住；C.C.在观察的一侧插上大头针在观察的一侧插上大头针P P3 3、P P4 4，记下记下P P3 3、P P4 4的位置。的位置。这位同学在操作中有什么重要疏漏这位同学在操作中有什么重要疏漏?_ _(2)(2)以通过以通过P P1 1、P P2 2的直线与玻璃砖的交点的直线与玻璃砖的交点O O为圆心为圆心，以某一适当长度以某一适当长度R R为半径画圆为半径画圆，与与 OAOA交于交于A A，与与OOOO的延长线交于的延长线交于C C，如图所示如图所示，过过A A、C C分别作玻璃砖界面的法线分

9、别作玻璃砖界面的法线MNMN的垂线的垂线，图中图中B B、D D分别为垂足分别为垂足，用刻度尺量得用刻度尺量得AB=AB=45 mm45 mm，CD=CD=30 mm30 mm，则玻璃砖则玻璃砖的折射率为的折射率为。插针时应使插针时应使P P3 3挡住挡住P P1 1和和P P2 2的像的像，P P4 4挡住挡住P P3 3及及P P1 1、P P2 2、的像。、的像。1 1 1 1.5 5 5 5(3)(3)用用“插针法插针法”找出与入射光线对应的出射光线找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果。分别做出如图所示的四组插

10、针结果。从图上看从图上看，肯定把针插错了的同学是肯定把针插错了的同学是。从图上看从图上看，测量结果准确度最高的同学是测量结果准确度最高的同学是。丁丁甲、乙甲、乙3.3.如图所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。如图所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以形成一个同心球形气泡。假设液体球与气液体呈球状，往其中央注入空气，可以形成一个同心球形气泡。假设液体球与气泡半径之比为泡半径之比为5 5：2 2，当细光束以，当细光束以3737的入射角射入液体球中，折射光线刚好与的入射角射入液体球中，折射光线刚好与气气泡泡内壁相切，内壁相切，sin37sin37=0.60.6。该液体的折射率为。该液体的折射率为 （）A.1.2 B.1.3 C.1.4 D.1.5A.1.2 B.1.3 C.1.4 D.1.5D D D D解析：解析：解析：解析：如下图，作出光路图，设如下图，作出光路图，设液体球与气泡半径分别为液体球与气泡半径分别为5 5a、2 2a，该，该液体的折射率为液体的折射率为