测量玻璃砖的折射率是光的折射当中唯一的一个实验,这个实验考察的话,主要考察操作步骤和误差分析。具体来看一下,这个实验不是很难变形,也不是很多,希望大家把它记清楚就行。

这个实验的实验原理就是应用光的折射定律公式测定玻璃砖的折射率。如下图所示,折射率n=sinθ1/sinθ2。

用插针法测玻璃砖的折射率(测量玻璃砖的折射率)(1)

具体操作步骤如下,在玻璃砖的上方插两颗大头针P1和P2 ,在玻璃砖的下方观察时,由于光线的两次折射,P1和P2的虚像将在P1′和P2′的位置。为了确定沿P1、P2方向射入的光线(在玻璃中)的折射光线方向,可在玻璃砖下方插P3和P4两颗大头针,并让它们挡住P1′和P2′(在下方观察,可以看到P1′、P2′、P3、P4在一条直线上)。P1、P2的连线与玻璃砖上边缘交点为O ,P3、P4的连线与玻璃砖上边缘交点为O′,连接O、O′即是玻璃中的折射光线。测量入射角和折射角,利用折射定律即可得出玻璃的折射率。

我们最主要的是强调这个实验的一些注意事项

首先是插针时,P1、P2的间距(或P3、P4的间距)不要太小,否则的话,这个误差比较大。这个也不是什么考察重点?

其次画出玻璃砖的边线后,在插针的过程中玻璃砖不要挪动(尤其不要扭动);往往在考察的时候还会说,如果在取的时候玻璃砖上下移动了,对误差是什么影响?

再次入射角不要太大(折射光强度太小),也不要太小(不能反映正弦之比为恒量的规律);这个不是考察重点

最后就是如果是用圆规作数据处理,圆的半径不要太小。这个也不是什么考察重点

【实验器材】

玻璃砖、白纸、泡沫塑料板(图钉)、大头针、三角板、量角器(或圆规)

【实验步骤】

1、将白纸用图钉钉在泡沫塑料板上。

2、将玻璃砖放在白纸上,借助三角板画出玻璃砖的上、下边界线。

3、按图1所示放好玻璃砖后,插上大头针P1、P2 。

4、在玻璃砖的下放观察P1、P2的像,并用大头针P3挡住它们的像P1′、P2′,将P3插入白纸。

5、再用大头针P4挡住P1′、P2′和P3插入白纸。

6、取下玻璃砖,用三角板过P1、P2画直线、过P3、P4画直线,分别与玻璃砖的上、下边界线交于O、O′点,连接O、O′得到玻璃中的折射光线。

7、量出入射角和折射角,用折射定律计算玻璃的折射率。

8、改变入射角,重复2~7步骤,多测几组。

另外,如果实验中使用的玻璃砖不是上下边平行的(如图2所示),而实验的操作仍然不变,则测量的结果会受到影响吗?

数据处理两种方法,一是算出不同入射角折射角的Sin值,比较一下,看它们是否接近于一个常数,求出几次实验时 sin 测得数据的平均值,就是玻璃的折射率。二是在找到入射光线和折射光线以后,以入射点 0为圆心,以任意长为半 径画圆,分别与A0交于C点,与00 '(或00'的延长线)交于D点,过 CD两点分别向NN作垂线,交NN于C、D',用直尺量出CC'和 DD'的长,折射率n=CC'/DD'。

用插针法测玻璃砖的折射率(测量玻璃砖的折射率)(2)

小结一下这个实验一般主要考察误差分析和数据处理,尤其是第二种数据处理方法。

如果你有今日头条app,麻烦顺手点一下关注@中学物理知识传播者,每天都会倾情奉献一段小干货,我会继续努力的! 

,