测定介质折射率的方法汇总课件.pptx
测定介质折射率的方法汇总,高二物理5月,2022/11/29,1,一、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OB,确定出射点，画出折射光线，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,2022/11/29,2,二、基本操作步骤：,、固定白纸于绘图板,、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OB、出射点O、折射光线.,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、75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。,2022/11/29,3,三、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。,2022/11/29,4,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,乙设计的表格,（正确）,2022/11/29,5,数据处理法二：图象法,作sinisinr图象，函数关系：sini = n sinr所以图象的斜率即表示折射率！,（）,2022/11/29,6,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？,SinicdRSinrefR,n=sinisinr=cdef,2022/11/29,7,思考：在利用插针法“测定玻璃的折射率”实验中：（）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 （）,（）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 （）,（b）,不变,偏小,2022/11/29,8,三、测折射率方法,1、利用n=sini/sinr （插针法等）,、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：利用光的折射定律,2022/11/29,9,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。,思考：以上方法所测即为 ,玻璃折射率n=,临界角,1/sin ,、利用n=1/sinC (全反射法）,2022/11/29,10,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,，,3、利用视深公式 n=h/h(视深法）,2022/11/29,11,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,4、成像法：利用水面的反射成像和水的折射成像,2022/11/29,12,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：,5、观察法：利用光的折射定律,2022/11/29,13,练习:1、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!,2022/11/29,14,2、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，棱镜的两个锐角和都是已知的，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/sin,i,2022/11/29,15,3、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？,r,r,i,i,12cm,9cm,由图可得：DC=15cm；DA=20cm,2022/11/29,16,小结：,关于测折射率的实验方案还有很多，其实我们做过的求折射率的题都可以作为测折射率的实验，实验的原则是，充分利用光的反射、折射、全反射的几何关系，巧妙的设计，使实验易于操作、数据易于处理，希望同学们开动脑筋，自己设计测折射率的实验，然后大家一起交流。,2022/11/29,17,
