1、学案 2 学生实验：测定玻璃的折射率 学习目标定位 1.通过实验了解平行玻璃砖的光学性质 .2.会用“插针法”测定玻璃砖的折 射率 把光从真空射入某种介质发生折射时， 与 的比值，叫 做这种介质的折射率，即 n . sin isin r 1实验器材 一块 、白纸、木板、 、量角器、直尺或三角板、激光笔、铅笔 等 2实验原理 如图 1 所示，当光 线 AB 以一定入射角 i 穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入 射光线 AB 对应的出射光线的 CD，从而画出折射光线 BC，量出折射角 r，再根据 n 算出玻璃的折射率 sin isin r 图 1 3实验方法： 1实验原理 如图 2 所示，
2、当光线 AO 以一定入射角 i 穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入 射光线 AO 对应的出射光线 OB，从而画出折射光线 OO，量出折射角 r，再根据 n 算出玻璃的折射率 sin isin r 图 2 2实验器材 一块长方形的玻璃砖、白纸、木板、大头针(4 枚) 、量角器 (或圆规、三角板)、刻度尺、铅 笔等 3实验步骤 (1)把 铺在木板上 (2)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 NN，并 画一条 线段 AO 作为 光线 (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其 与 aa重合，再用刻度尺画出玻璃砖的另一 边 bb. (4)在 上竖直地插 上两枚大头
3、针 P1、P2. (5)从玻璃砖 bb一侧透过玻璃砖观察大头针 P1、P2 的像，调整视线方向直到 ，再在 bb一侧插上大头针 P3、P4，使 P3 能 ，P4 能 及 P3本身(若有激光笔，可用激光笔沿 P1、P2 方向入射一束激光，从另一边射出来的激 光束上插上两枚大头针 P3、P4) (6)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，OO就是入射光线 AO 在玻璃砖内 的 的 方向AON 为入射角，OON为折射角 (7)用量角器量出 和 的度数查出它们的正弦值，并把这些数据填入记 录表格里 (8)用
4、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 (9)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 sin isin r 的 的 ，这就是这块玻璃砖的折射率 sin isin r 4注意事项 (1)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 (2)实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动 (3)大头针 P1 与 P2、P3 与 P4 的间距要适当地大些，以减小确定光线方向时出现的误差 (4)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
5、(接近 90)，否 则会不易观察到 P1、P2 的像 (5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等，那么 只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率 例 1 用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上 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 一侧插上两枚大头针 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的位置和三棱镜轮廓如图 3 所示 图 3 (1)在本题的图上画出所需的光路 (2)为了测出棱镜玻
6、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 n_. 例 2 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，10 cm 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 4 所示用刻 度尺量得 OB8 cm，CD4 cm，由此可得出玻璃的折射率 n_. 图 4 例 3 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两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 5 中、所示，其中甲同学用的是矩形玻璃
7、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： 图 5 (1)甲同学测得的折射率与真实值相比_( 填“偏大” “偏小”或“不变”) (2)乙同学测得的折射率与真实值相比_( 填“偏大” “偏小”或“不变”) 1在做“测定玻璃砖的折射率”的实验时，下列关于实验要求的叙述正确的是( ) A玻璃砖的宽度宜大些 B大头针应垂直地插在纸面上 C每边的两个大头针的距离近些容易观察 D在插 P4 时，只要挡住 P3 的光线就行，与 P1、P2 无关 2某同学做测定玻璃的折射率的实验，操作时将玻璃砖的界线 aa、bb画好后误用另 一块宽度稍窄的玻璃砖，如图 6 所示实验中除仍用原界线外，其余操作都正确，则测得 的玻璃的折射率将( ) 图 6 A偏大 B偏小 C不影响结果 D不能确定
