测定玻璃的折射率(完美的物理实验,看完实验满分)

测定玻璃的折射率

一、类型训练卷

1．(8分)测定玻璃的折射率的基本原理是用插针法确定光路找到跟入射光线相应的______________，用量角器量出测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率：_________________________。除了上述原理可以测量玻璃的折射率之外，根据______________只要测量出光在介质中速度v，也可以测量玻璃的折射率。如果测量出某单色光从玻璃射向空气的临界角为C，则该玻璃对此单色光的折射率____________________.

2．（6分）测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差应该注意的是（）

A．玻璃砖的宽度宜大些

B．入射角应尽量小些

C．大头针应垂直插在纸面上

D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些

3．（6分）（’91全国）在《测定玻璃的折射率》的实验中对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图的四组插针结果。（如图1所示）（1）从图上看，肯定把针插错的是。

（2）从图上看测量结果准确度最差的是。

4．（6分）用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。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挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针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18-2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______或_______。

5．（6分）在用插针法《测定玻璃的折射率》实验中，某同学正确在纸上

画出玻璃砖界面aa’，但画出的界面bb’比实际位置偏高，如图18-3所示。这样

再正确使用插针法，测出的折射率将偏（填“大”或者“小”）。

6．（6分）如图18-4所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的广口瓶中，从刻度尺上A和B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1.0cm，刻度尺右边缘与广口瓶右内壁之间的距离d=2.5cm，由此可知，瓶内液体的折射率n=。

a’

b’图18-3

图18－1

甲乙丙丁

P1P2

P3

P4

图18-2

7．（6分）某同学由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O 点为圆心，

10.00cm 长为半径画圆，分别交线段OA 于A 点，交O 、O ’连线延长线于C 点，

过A 点作法线NN ’的垂线AB 交于B 点，过C 点作法线NN ’的垂线CD 交NN ’于

D ，如图18-5所示，用刻度尺量得OB = 8.00cm ，CD = 4.00cm 。由此可得出玻璃的折射率为 。

8．（6分）在《测定玻璃的折射率》实验中，甲、乙两个学生各设计了一个数据记录表格，而且都已完成了计算，你认为谁设计的是对的？

答： 。 9．（6分）在利用单位圆法《测定玻璃的折射率》时，如果没有圆规，能否利用三角板和刻度尺测出玻璃的折射率，说说做法:________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

10．（10分）某同学利用一半圆柱形玻璃砖用插针法测量玻璃的折射率，图18-6中的半圆是描出的玻璃砖主截面的位置，A 、B 、C 、D 是该同学插下的四个针的位置。 （1）请你完成测量玻璃折射率的光路。

（2）在只有一对三角板（带刻度）、没有量角器的情况下，要测量出玻璃折射率，试在图中画出所需的线段，标出相关字母。

（3）根据所测量的线段长度，计算折射率的表达式应为（用线段的名称表示）： 。

11. （10分）某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在自纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O ，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合。在玻璃一侧竖直插两枚大头针P l 和P 2

，在另一侧再先后插两个大头针P 3和P 4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P 4和P 3与P 2和P l 的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到图18-7，在图中画出：

(1)沿P 1和P 2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向。 (2)光线在玻璃内的传播方向。

(3)在光线的入射点作法线，标出人射角i 和折射角r 。

(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算)。

4 图18-

5 乙设计的表格 甲设计的表格 图18-6

A

B

D C

图18-7

12. （10分） 用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图18-8所示的四个图中P l ，P 2，P 3和P 4是四个学生实验插针的结果。 (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折射率的是__。计算玻璃的折射率的公式是____。

13. （14分）如图18-9，画有直角坐标系Oxy 的白纸位于水平桌面上，M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x 轴重合，OA 是画在纸上的直线，12P P 、为竖直地插在直线OA 上的两枚大头针，3P 是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA 与y 轴正方向的夹角，β是直线3OP 与y 轴负方向的夹角，只要直线OA 画得合适，且3P 的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。

如果插上了12P P 、两枚大头针，但在第四象限区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到12P P 、的像，他应该采取的措施是_____________.若他已透过玻璃砖看到了12P P 、的像，

确定3P 位置的方法是______________.若他已正确地测得了的αβ、的值，则玻璃的折射率n=______________________.

二、解题答案 1.

答案：折射线，r i n sin sin =

，v c n =，C

n sin 1

= 详细答案：

用插针法确定光路，找出跟入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率r i n sin sin =

。根据光在真空中的速度与光在介质中速度之比等于光的折射率： v

c

n =可求出玻璃的折射率。同理根据发生全反射的条件，可以通过临界角求玻璃的折射率。

2．

答案 ACD 详细解答 :

解答本题用到的知识点是：在《测定玻璃的折射率》的实验中，如何控制实验操作以减小实验误差。入射角应适当大一些，以减小测量角度的误差。但入射角也不宜太大或太小。玻璃砖应选用宽度较大的，宜在

5cm

M

图

18-9

图18－8

以上。若宽度太小，则测量的误差较大。

本实验用到的数据来自于实验光路图，正确画出实验光路是得到准确折射率的关键，而实验中我们是使用四个大头针来给光线定位的。所以，应尽量让大头针所标记的位置能够准确地描绘出光线。

B 选项中提到的问题并不影响画出正确的光路图，因此对实验误差没有影响；大头针垂直插在纸面上可以缩小插孔的面积，从而使光线定位更为准确，

C 选项正确；适当增大针孔距离也有助于减小所画光线偏离光路的机会，

D 选项正确。

3．

答案 乙、丁。 详细解答：

解答本题需要用到光的折射基本知识，光由光密介质摄入到光疏介质时，入射角大于折射角；反之，折射角大于入射角。根据光路可逆，入射光线通过两面平行的玻璃砖后，出射光线应与入射光线平行，且有一段偏折。另外还需要掌握在《测定玻璃的折射率》的实验中处理数据的方法。

分别连接确定入射光线和出射光线的两点，并延长与玻璃砖上下介面分别相交于OO ’，连OO ’后，可确定入射光线和折射光线，可得入射角i 及折射角r 。根据i >r ，r’

乙图当中四个大头针所标出的点在一条直线上，表示光线根本没有发生偏折，因此肯定标错了。丁图中入

射光线跟出射光线的偏折程度太小，不符合实验中的实际光路，因此准确度比较差。 4． 答案

（1） 如图18-10 所示

（2） EF （或i ） ， GH （或r ） （3）

GH

EF n =

或r

i

n sin sin =

详细解答 解答本题需要知道光的折射定律。

用三棱镜做测定玻璃折射率的实验原理为：在棱镜的一侧用大头针P 1和P 2 做标记，同时经过P 1、P 2两点的光线作为入射光线，在棱

镜的另一侧看到P 1和P 2的虚像，如果用P 3和P 4挡住视线中P 1和P 2的像，则P 3和P 4就处在折射出去的光线上。根据四个大头针的位置画出入射光线、出射光线和在棱镜中的折射光线，研究在第一个发生折射的表面的入射光线和折射光线，以光的入射点为圆心，能够取到的任意合适长度R 为半径做圆。

入射角i 的正弦值R EF

i =

sin ； 折射角r 的正弦值R

GH

r =sin ；

因此棱镜玻璃的折射率可以表示为GH

EF n =

或r

i

n sin sin =

。 5、

答案 大 详细解答 ：

画出光路图，比较现在的折射角与原来的折射角判断其大小。

如图18－11所示，假设入射光线与玻璃砖上表面aa ’交点为A ；出射光线与玻璃砖下表面的交点为B ；出射光线与直线bb ’的交点为B ’。则当bb ’比玻璃砖的实际位置高时，折射角变小，折射率偏大。

6、

答案 1.2 详细解答：

E

F 图18－10 H

G

i r 图18－11

解答本题需要用到的知识包括光的反射定律、折射定律，以及解直角三角形的数学知识。 解决本题的主要思路是运用光路是可逆，找出入射角和折射角。。

在图18－12中作出法线，根据光路可逆，设光线从空气中射入液体中，则入射角与角CBE 的大小相等，折射角与角EAC 大小相等。

2

2

5.15.25.2sin +=

=∠CB d

CBE ； 2

25.25.25

.2sin +=

=∠AC

d

EAC

2.1sin sin sin sin =∠∠==∴EAC

CBE r i n

7．

答案 1.5 详细解答

解答本题需要掌握处理《测定玻璃的折射率》实验数据的方法。

既可以用量角器测量入射角和折射角的大小，计算它们的正弦值的比值来求玻璃的折射率，也可以利用圆的知识化角正弦值之比为线段之比。

如图18－13所示，入射角AOB 的正弦值

R

AB

OA AB AOB =

=∠sin ； 折射角DOC 的正弦值R

CD

CO CD DOC =

=

∠sin ；因此，折射率CD

AB

DOC AOB r i n =

∠∠==∴sin sin sin sin 在直角三角形AOB 中，OB = 8.00cm ，AO=10.00cm ，所以AB=6.00cm ， 5.100

.400

.6==

∴n

8． 答案 甲 详细解答：

解答本题需要实验原理：用插针法确定光路，找出跟入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率r

i

n

sin sin =

。数据处理方法，以及如何利用多次测量取平均值的办法来减小误差。

实验步骤 ：①把自纸用图钉钉在木板上。

②在白纸上画一条直线aa ’作为界面，画一条线段AO 作为入射光线，并过O 点画出界面aa ’的法线NN’如图18－14所示。

③把长方形的玻璃砖放在白纸上；使它的一个长边跟aa’对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb'

④在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P l 和P 2。

⑤在玻璃砖的bb’一侧竖直地插上大头针P 3，用眼睛观察调整视线，要使P 3能同时挡住P 1和P 2的像。

⑥同样地在玻璃bb’一侧再竖直地插上大头针P 4，使P 4能挡住P 3本身和P l 与P 2的像。

图18－12

4

图18－13

图18－14

⑦记下P 3和P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P 3和P 4引直线O’B 与bb ’。交于O'点，连接O 与O’，OO ’就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i =∠AON ，折射角r =∠O'ON’。 ⑧用量角器量出入射角i 和折射角r 的度数。

⑨从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。 ⑩用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入 射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里。 ⑩算出不同入射角时

r i sin sin 的值。比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测r

i

sin sin 的平均值，这就是玻璃的折射率。

题中甲、乙两同学分别测量了光线取三个不同入射角时，折射角的大小。甲同学的处理方法是，分别计算出三组入射角和折射角的正弦值之比，求得三个折射率，然后取折射率的平均值；乙同学则对三组入射角和折射角分别取平均入射角和平均折射角，最后用平均入射角的正弦值比上平均折射角的正弦值，求得折射率。

根据光的折射定律，在一次光的折射过程中，对应的入射角与折射角的正弦值之比等于折射率，甲的方法符合折射定律。乙则是完全没有道理的。

9、

答案：利用刻度尺代替圆规在入射光线和折射光线（延长线）上截取相同长度，从截点分别向法线做垂

线：EF 、GH ，则GH

EF

n =

详细解答：

解答本题需要理解用单位圆法测定玻璃的折射率的原理，尤其是其中的几何知识。

折射率等于入射角和折射角的正弦值之比。可以直接在入射光线与折射光线上截取两段等长的线段，再由两个截点分别向法线做垂线，也可以构造出斜边相等的两个直角三角形，折射率依然等于入射角和折射角的两个对边之比。

如图18－15所示，做单位圆的目的在于构造出长度相等，且都等于半径的直线作为入射角和折射角所在直角三角形的斜边，这样两角正弦值之比就转化为对边之比。

10、

答案 （1）、（2） 如图11所示

（3）GH

EO HO

EF GOH AOF r i n ??=

∠∠==

∴sin sin sin sin 详细解答 解答本题需要用插针法测量玻璃的折射率的全部知识，包括实验原理、数据获得方法、用带刻度的三角板代替圆规和量角器进行数据处理等

找入射和出射光线，确定折射角和入射角。再用公式

r i n

∠∠==sin sin sin sin 计算出

折射率。

（1） 完成光路，需要利用大头针的定位功能，在玻璃砖的两侧分别连结大头针所在直线，就是入射光线和出射光线，而它们与玻璃砖交点的连线就是在玻璃中的折射光线。

（2）

用三角板在入射光线与折射光线上截取相等的两段线段，再由截点分别向法线做垂线，就得到了类似于单位圆法的两个直角三角形，于是折射率的求法就转化成线段之比。因此需要测量出计算需要的线段长，如果EO 与HO 等长，则只需要测出EF 与GH 即可；否则，这四段线段的

图18－16

图18－15

长度都要测出来。

（3）

根

据

折

射

率

的

定

义

可

知

：

EO

EF

GOH AOF r i n =

∠∠==

sin sin sin sin （当EO 与HO 等长时）

或者GH

EO HO

EF GOH AOF r i n ??=

∠∠==

∴sin sin sin sin （当EO 与HO 不等长时）

11.

答案：如图18－17， n=sin i /sin r

详细答案：

解答本题所需要的知识：用插针法确定光路，找出跟入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率r

i

n

sin sin =

。 找到入射和出射光线。相应的确定折射光线，从而找到入射角和折射角。 P 3P 4光线为人射光线P l P 2通过玻璃后的折射光线。O 1O 2光线为人射光线P l P 2

在玻璃中的折射光线。n=sin i /sin r 。

12.

答案为：(1)A 。(2)D ；，n=sin i ／sin r 。 详细答案：

解答本题需要用到光的折射基本知识，光由光密介质射入到光疏介质时，入射角大于折射角；反之，折射角大于入射角。根据光路可逆，入射光线通过两面平行的玻璃砖后，出射光线应与入射光线平行，且有一段偏折。另外还需要掌握在《测定玻璃的折射率》的实验中处理数据的方法。

分别连接确定入射光线和出射光线的两点，并延长与玻璃砖上下介面分别相交于OO ’，连OO ’后，可确定入射光线和折射光线，可得入射角i 及折射角r 。根据i >r ，r’

分别连接确定入射光线和出射光线的两点，并延长与半圆柱玻璃左右界面相交于O 1O 2。连接O 1O 2后，可确定出射光线和内部折射光线，内部折射光线与圆面法线的夹角r 小于出射光线与圆面法线的夹角i ，所以，A 把针插错了，B 是r =i =0的情形，D 中的r 和i 均大于C 中的r 和i ，所以，D 学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA 上竖直

13.

答案：减小入射角，使3P 和12P P 、在同一条直线上，sin α/sin β 详细答案：

解答本题的需要的知识是：全反射的条件，从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角。找折射光线，是折射光线在视觉上和入射光线在同一直线上。折射定律的考查。

在找不到入射光线上时发生了全反射，需要调解入射角的大小，观察者发现3P 和12P P 、在同一条直线上时就可确定3P 的位置。如果减小入射角可以避免发生全发射，找到入射光线，确定折射光线。

图18－17

M

图18-18

三、学用小结

1.《测定玻璃的折射率》实验核心知识

（1）实验原理 用插针法确定光路，找出跟入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率r

i

n

sin sin

（2）实验操作方法

①把自纸用图钉钉在木板上。

②在白纸上画一条直线aa ’作为界面，画一条线段AO 作为入射光线，并过O 点画出界面aa ’的法线NN’如图1-4-1所示。

③把长方形的玻璃砖放在白纸上；使它的一个长边跟aa’对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb'

④在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P l 和P 2。

⑤在玻璃砖的bb’一侧竖直地插上大头针P 3，用眼睛观察调整视线，要使P 3能同时挡住P 1和P 2的像。

⑥同样地在玻璃bb’一侧再竖直地插上大头针P 4，使P 4能挡住P 3本身和P l

与P 2的像。

⑦记下P 3和P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P 3和P 4引直线O’B 与bb ’。交于O'点，连接O 与O’，OO ’就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i =∠AON ，折射角r =∠O'ON’。 ⑧用量角器量出入射角i 和折射角r 的度数。

⑨从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。 ⑩用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入 射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里。 ⑩算出不同入射角时

r i sin sin 的值。比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测r

i

sin sin 的平均值，这就是玻璃的折射率。

（3）数据处理及误差分析

误差来源及分析：

①入射光线、出射光线确定的准确性，故要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。

②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小。入射角也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。

2.解决《测定玻璃的折射率》实验中的方法 根据四个大头针的位置画出入射光线、出射光线和在棱镜中的折射光线，研究在第一个发生折射的表面的入射光线和折射光线，以光的入射点为圆心，能够取到的任意合适长度R 为半径做圆。

也可以直接在入射光线与折射光线上截取两段等长的线段，再由两个截点分别向法线做垂线，也可以构造出斜边相等的两个直角三角形，折射率依然等于入射角和折射角的两个对边之比。

3.实验注意事项

①玻璃砖要厚。玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5cm 以上。若宽度太小，则测量的误差较大 ②入射角应在30°到60°之间。 ③大头针的间距应较大些。 ④玻璃砖的折射面要画准。 ⑤大头针要插得竖直

图18－19

实验14 测定玻璃的折射率

实验十四 测定玻璃的折射率 一、实验目的 测定玻璃的折射率 二、实验原理 如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2 可以计算出玻璃的折射率． 图1 三、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔． 四、实验步骤 1．用图钉把白纸固定在木板上． 2．在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN ′. 3．画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针． 4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐 线bb ′. 5．眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡 住，然后在眼睛这一侧插上大头 针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像． 6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′， 连接O 、O ′得线段OO ′. 7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2. 8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的sin θ1sin θ2 ，并取平均值． 五、误差分析 1．入射光线和折射光线确定的不准确性． 2．测量入射角和折射角时的误差． 六、注意事项

图2 图3 1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的． 2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些． 3．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间． 4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线． 5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变． 记忆口诀 白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖； 两针决定入射光，再插一针挡两像； 两针两像成一线，去砖画图是重点； 入射线，折射线，做出法线角出现； 入射角，折射角，不大不小是最好； 拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验. 例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的 (光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器 材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P 1、P 2、P 3、P 4)、带有刻度 的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相 互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa ′和bb ′，aa ′表示镀银的玻璃表面，bb ′表示另一表面，如图2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2的连线表示入射光线． (1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置． (2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤． (3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________. 例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所 示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而 BC 和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一 平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射 出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率． (1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方

实验测量玻璃的折射率

《测量玻璃的折射率》学习材料 【教学目的】 1．测定一块玻璃砖的折射率； 2．验证光的折射定律。 【实验器材】 1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔 【实验原理】 用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相比只有一定得侧移。只要我们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。再根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。 插针法确定光路的基本原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。 【实验步骤】 1、把白纸用图钉固定在木板上。 2、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。 3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。 4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。 5、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。

6、同样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。 7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '， OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。 8、用量角器量出入射角i 和折射角r 的大小。 9、改变入射角i ，重复上面的步骤再做三、四次。 10、算出不同入射角时，n =sin i /sin r 的值，求出几次实验中n 的平均值就是玻璃的折射率。（或图像法求折射率:用sin i 表示纵坐标，用sin r 表示横坐标，则图线的斜率就是玻璃的折射率。） 注：遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）； 【记录数据】 数项值 次数 1 2 3 入射角i 折射角r sin i sin r n =sin i /sin r 【注意事项】 1、玻璃砖应选择宽度较大的(一般要求5cm 以上)，以减小确定光路方向时出现的误差，提高测量的准确度。 2、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，以免损坏玻璃砖的光学表面。（先在白纸上画直线作为玻璃砖的界面，再画玻璃砖的另一界面时，对齐玻璃砖的另一长边，用大头针确定两点，并以此两点画直线bb '作为玻璃砖的另一界面。） 3、大头针应垂直地插在纸上，同侧两针之间的距离要稍大些；

玻璃折射率的测量方法

课程论文 题目：对玻璃折射率测定方法的探究 班级：2010级物理学本科班 姓名： 学号： 指导老师： 对玻璃折射率测定方法的探究

摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。 关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。 引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。 实验方法： （一） 最小偏向角法： 1. 实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。 2. 实验原理： （1）将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率n ．测量原理见图1，光线α代表一束单色平行光，以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上，经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来，成为光线t .经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示，δ称为偏向角．由图1可知δ＝(i 1－i 2)＋(i 4－i 3)＝i 1＋i 4－A ．此式表明，对于给定棱镜,其顶角 A 和折射率n 已定，则偏向角δ随入射角i 1而变，δ是i 1的函数. （2）用微商计算可以证明，当i 1＝i 4或i 2＝i 3时，即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用δm 表 示.此时，有i 2＝A /2， i 1＝(A ＋δm )/2，故2 2m A A n sin sin δ+=。用分光计测出棱 镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n ． 3.实验内容： 3.1棱镜角的测定 图1

置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数''1212,,,V V V V ，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A 的两倍。 3.2最小偏向角的测定 （1）将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。 （2）刻度内盘固定。缓慢转动载物台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察。 （3）当载物台转到某一位置，该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物台，可看到谱线反而往相反的方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。 （4）反复实验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录此时分光计的读数12,V V 。 （5）转动载物台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为 ' ' 12V V 和。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2 倍，即 '' 1122()/4m V V V V δ=-+- 4.实验数据记录 表2：最小偏向角

第四章 2. 学生实验：测定玻璃的折射率

2.学生实验:测定玻璃的折射率 课时过关·能力提升 1.测定玻璃的折射率时,为了减小实验误差,应该注意的是 () A.玻璃砖的宽度应大些 B.入射角应尽量小些 C.大头针应竖直地插在纸面上 D.大头针G1、G2及G3、G4之间的距离应适当大些 解析:玻璃砖的宽度大些,折射光线出射时侧移明显,便于插针和测量,减小误差,选项A正确.入射角小,则光在玻璃中的折射角更小,不便测量,选项B错误.大头针之间的距离适当大些,且竖直地插在纸面上,可使出射光线和折射光线定位准确,减小误差,选项C、D正确. 答案:ACD 2.某同学用插针法测定玻璃砖的折射率,他的实验方法和操作步骤正确无误.但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa'与bb'不平行,如图所示,则() A.AO与O'B两条线平行 B.AO与O'B两条线不平行 C.他测出的折射率偏大 D.他测出的折射率不受影响 .在光线由bb'解析:如题图所示,在光线由aa'面进入玻璃砖发生的偏折现象中,由折射定律知n=sinα sinβ .若aa'与bb'平行,则i=β,因此α=r,此时入射光线AO与出射光线 射出玻璃砖的现象中,同理n=sinr sini O'B平行.若aa'与bb'不平行,则i≠β,因此α≠r,此时入射光线AO与出射光线O'B不平行,B正确.在具体测定折射率时,要求实验方法、光路均准确无误,折射率的测量值不受aa'与bb'是否平行的影响,D 正确.故正确选项为B、D. 答案:BD 3.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G1、G2、G3和G4是四个学生实验插针的结果:

玻璃折射率的测定

一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率 【实验目的】 1．进一步熟悉分光计调节方法； 2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。 【实验仪器】 JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。 【实验原理】 一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。可以证明，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。 由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当'i i =时，由折射定律有'r r =，得 )(2min r i -=δ (5.11.1) 又 因 A A G r r r =-π-π=-π==+)(2' 所以 = r 2 A (5.11.2) 由式（5.11.1）和式（5.11.2）得 2 min δ+= A i 由折射定律有 2 sin 2sin sin sin min A A r i n δ+== (5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。 图5.11.2 测最小偏向角示意图 A B C A i i ' r r ' 12δ① ②图5.11.1

【实验内容】 1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9） 2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角 如图5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动状态，如果向右移动，偏向角δ变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。然后使望远镜对准入射光（平行光管位置），读取方位为0T 与0'T ，则最小偏向角 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 3．计算棱镜折射率 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 平均== δ- - n min 4．不确定度计算（绝对不确定度传递公式） min 22min 22)22()( δδ?+???=?n a n a n 5．结果表示 n n n ?±=- 【注意事项】

2018届二轮复习实验：测定玻璃的折射率(全国)

实验：测定玻璃的折射率 考点解读 1．实验原理 如实验原理图甲所示，当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出与入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ，从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2，再根据12sin sin n θθ=或1PN n QN =' 算出玻璃的折射率。 2．实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、直尺、铅笔。 3．实验步骤 （1）用图钉把白纸固定在木板上。 （2）在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 点的法线NN ′。 （3）画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针。 （4）在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′。 （5）眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像。 （6）移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得线段OO ′。

（7）用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。 （8）改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的 12 sin sin θθ，并取平均值。 4．注意事项 （1）玻璃砖应选厚度、宽度较大的。 （2）入射角不宜过大或过小，一把为15°~75°。 （3）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边b b ′。 （4）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。 （5）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每两枚大头针P 1与P 2间、P 3与P 4间的距离应大一点，以减小确定光路方向时造成的误差。 5．实验数据处理 （1）计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。算出不同入射角时的12sin sin θθ，并取平均值。 （2）作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由12 sin sin n θθ=可知图象应为直线，如实验原理图乙所示，其斜率为折射率。 （3）“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n 。 以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′。如实验原理图丙所示，12sin =sin EH n E H θθ='' 。只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n 。 典型例题 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所使用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

实验报告测量玻璃折射率

实验报告：测量玻璃折射率 高二（ ）班 姓名： 座号： 【实验目的】 1、明确测定玻璃砖的折射原理 2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤 3、会进行实验数据的处理和误差分析 【实验原理】 如图所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O 1B ，就能求出折射光线OO 1和折射角θ2， 再根据折射定律就可算出玻璃的折射率n=2 1 sin sin θθ。 【实验器材】 平木板、 白纸、 玻璃砖1块、 大头针4枚、 图钉4个、 量角器（或三角板或直尺）、 铅笔 【实验步骤】 1、把白纸用图钉钉在木板上。 2、在白纸上画一条直线ad 作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO 作为入射光线，并过O 点 画出界面ad 的法线NN 1。 3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使他的一个长边ad 跟严格对齐，并画出玻璃砖的另一个 长边bc.。 4、在AO 线段上竖直插上两枚大头针P 1P 2. 5、在玻璃砖的ad 一侧再插上大头针P 3，调整眼睛观察的视线，要使P 3 恰好能挡住P 1P 2在 玻璃中的虚像。 6、用同样的方法在玻璃砖的bc 一侧再插上大头针P 4，使P 4能同时挡住P 3本身和P 1P 2的虚 像。 7、记下P 3、P 4的位置，移去玻璃砖和大头针。过P 3、P 4引直线O 1B 与bc 交于O 1点，连接 OO 1，OO 1就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角θ1=∠AON ，折射角θ2=∠O 1ON 1 8、用量角器量出入射角θ1和折射角θ2。查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。

9、改变入射角θ1，重复上述步骤。记录5组数据，求出几次实验中测得的 2 1 sin sin θθ的平均值，就是玻璃的折射率。 【注意事项】 1、用手拿玻璃砖时，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 当尺子画玻璃砖的另一边bc 。 2、实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动． 3、玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差 增大；用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面； 4、入射角i 应在15°~75°范围内取值，若入射角α过大。则由大头针P 1、P 2射入玻璃中的光 线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P 3、P 4。若入射角α过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AO 时要使入射角α适中。 5、上面所说大头针挡住大头针的像是指“沉浸”在玻璃砖里的那一截，不是看超过玻璃砖上方 的大头针针头部分，即顺P 3、P 4的方向看眼前的直线P 3、P 4和玻璃砖后的直线P 1、P 2的虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。 6、大头针P 2、P 3的位置应靠近玻璃砖，而P 1和P 2、P 3和P 4应尽可能远些，针要垂直纸面， 这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。 【实验数据】 实验数据处理的其他方法：

测定玻璃的折射率(成品)

测定玻璃的折射率 【实验目的】：测定玻璃的折射率。 【实验原理】：用插针法确定光路，找出和入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i 和折射角r ；根据折射定律计算出玻璃的折射率n= r i sin sin 。 【实验器材】：玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。 【实验步骤】： ①把白纸用图钉钉在木板上。 ②在白纸上画一条直线aa'作为界面，画一条线段AO 作为入射光线，并过O 点画出界面aa'的法线NN'，如图所示。 ③把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa'对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb'。 ④在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1和P 2。 ⑤在玻璃砖的bb'一侧竖直地插上大头针P 3，用眼睛观察调整视线，要使P 3能同时挡住P 1和P 2的像。 ⑥同样地在玻璃砖的bb'一侧再竖直地插上大头针P 4，使P 4能挡住P 3本身和P 1与P 2的像。 ⑦记下P 3和P 4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P 3和P 4引直线O'B 与bb'交于O'点，连接O 与O'，OO'就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角i=∠AON ，折射角r=∠O'ON'。 ⑧用量角器量出入射角i 和折射角r 的度数。 ⑨从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。 ⑩用上面的方法分别求出入射角是30°，45°，60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据记在表格里。 【数据处理】 算出不同入射角时 r i sin sin 的值，求出几次实验中所测r i sin sin 的平均值 【注意事项】： 1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针要插得竖直，且间隔要大些．3．入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变． 【误差及分析】： ①入射光线、出射光线确定的准确性，要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。 ②测量入射角与折射角时的相对误差，故入射角不宜过小。入射角也不宜过大，过大则反 射光较强，出射光较弱。 练习： 1．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如左图所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是（ ） A ．为了减少作图误差，P 3和P 4的距离应适当取大些 B ．为减少测量误差，P 1、P 2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量取大些 C ．若P 1、P 2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P 1、P 2的像 D ．若P 1、P 2连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P 1、P 2的像 2．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i 与折射角r 作出sini-sinr 图象如图所示，下列判断中哪些是正确的（ ） A ．他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象 B ．玻璃的折射率为0.67 C ．玻璃的折射率为1.5 D ．玻璃临界角的正弦值为0.67 3、在做测定玻璃折射率的实验时。（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab 前，不慎碰了玻璃砖使它向ab 方向平移了一些，如图（甲）所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab 和cd 上，则测出的n 值将_________。（2）乙同学为了避免笔尖接触光学面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一些，如图（乙）所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折线点都确定在a'b'和c'd'上，则测出的n 值将__________。（3）丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两个界面明显不平行，这时测出的n 值将___ _。 4．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三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2－2－9，①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，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 a b a ′ b ′

玻璃折射率的测量实验教案

玻璃折射率的测量 光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比行叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。折射率是光学介质的一个基本参量，也等于光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比。两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少（例如，水为1.33，水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同则有一定范围1.5 ~1.9），是指对钠黄光（波长5 893×10-10m）而言。 无论在日常的生活中还是在现代工业中，玻璃用品都得到了广泛应用。然而，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。玻璃的折射率数值越大，表明玻璃使入射光发生折射的能力越强。玻璃折射率作为玻璃性能的一个基本重要参数，在很大程度上决定了玻璃产品性能。在玻璃的制造与生产过程中，需要实时准确地测量玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。本实验将分别用视深法和光路法测量玻璃砖的折射率。 一、实验目的 1．掌握测定玻璃折射率的原理和方法。 2．用读数显微镜测量玻璃折射率。 3．用光路法测定玻璃的折射率。 二、实验仪器 读数显微镜、激光器、游标卡尺、平行玻璃砖、牙签、白纸。 三、实验原理 光线通过两介质的界面折射时，确定入射光线与折射光线 传播方向间关系的定律称为折射定律，它是几何光学基本定律 之一，是各种光学仪器的理论根据。折射定律可表示为 n1sin i =n2sin r 式中i, r分别为入射角和折射角，n1，n2分别为入射介质和折 射介质的折射率。折射率作为反映光学性质的物理量，其大小 不仅取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。空气的折射 图1 光线的折射 率近似为1。

玻璃折射率的测定,物理实验报告

此实验报告共六个方案，其中前三个为实验室可做并已测量数据的方案，第一个方案（最小偏向角法）已测量数据并进行了数据处理。 实验目的：测定玻璃折射率，掌握用最小偏向角法测定玻璃折射率的方法，掌握用读数显微镜法测定玻璃折射率的方法，复习分光计的调整等，掌握实验方案的比较，误差分析，物理模型的选择。要求测量精度E≤1%。 方案一，最小偏向角法测定玻璃折射率 实验原理：最小偏向角的测定，假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图1所示。 ? 图1最小偏向角的测定 转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角 发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达到最小值，测出最小偏向角 。可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角的关系式为 实验仪器：分光计，三棱镜。 实验步骤： 1，对分光计进行调节 2，顶角α的测量 利用自准直法测顶角，如下图所示，用两游标来计量位置，分别称为游标1和游标2，旋紧刻度盘 θ和游标2下螺钉是望远镜和刻度盘固定不动转动游标盘，是棱镜AC面对望远镜，记下游标1的读数 1

的读数2θ。转动游标盘，再试AB 面对望远镜，记下游标1的读数'1θ和游标2的读数'2θ。游标两次读数之差21θθ-或者''21 θθ-，就是载物台转过的角度，而且是α角的补角 ''212 1 1802 θθθ θ α? -+-=- 3，最小偏向角法测定玻璃折射率 如下图，当光线以入射角1i 入射到三棱镜的AB 面上后相继经过棱镜两个光学面AB AC 折射后,以 2i 角从AC 出射。出射光线和入射光线的夹角δ称为偏向角。 对于给定三棱镜， 偏向角δ的数值随 入射角1i 的变化而改变。当入射角1i 为某值时(或者1i 与2i 相等时)，偏向角δ将达到最小值0δ，0δ称 为最小偏向角，由几何关系和折射定，可得它与棱镜的顶角A 和折射率n 之间有如下关系： 2 sin 2 sin A A n δ+= A.将待测三棱镜放在载物平台，调节平台到适当的高度，使得从平行光管发出的平行光只有少部分能从三棱镜的上方射入望远镜； B.调节三棱镜的位置使得平行光管的平行光以一定的角度入射到棱镜的AB 面；

学生实验测定玻璃的折射率

2 学生实验:测定玻璃的折射率 知识点一实验步骤、注意事项和误差分析 1．为了使测量结果更精确可以采取的办法是()． A．多次测量取平均值 B．插针间距适当大些 C．插针间距尽量小些 D．入射角尽量大些 2．测定玻璃砖折射率的实验如图4-2-5所示，把玻 璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三 条直线，它们分别是______、______、________， 最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4 的位置决定了光线________的方位，从而确定了 折射光线________的方向． 3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三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4-2-6中①②③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，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，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？ 4．(2012·重庆卷，22)如图4-2-7甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触． 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔 a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，

但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图4-2-7乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小． 5．某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图4-2-8所示． (1)在图上画出所需的光路． (2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有________(要求在图上标 出)． (3)测出的折射率n＝________. 知识点二数据处理 6．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算．根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确． 甲同学设计的表格是： 次数入射角 θ1 sin θ1 折射角 θ2 sin θ2n n 130°0.50020.9°0.357 1.40 1.40 245 °0.70730.5°0.508 1.39 360°0.86638.0°0.616 1.41

用多种方法测玻璃的折射率

课程论文 题目:用多种方法测玻璃折射率 班级:13物理学本科班 姓名: 盛丽娟 学号: 130800040 指导老师: 尹真 用多种方法测玻璃折射率 13物理本科: 康庆明月盛丽娟 指导老师:尹真 一、实验任务:测定玻璃的折射率,要求测量精度E≤1﹪ 二、实验要求: 1、收集测定各种折射率的方法,并进行对比研究 2、提出5种测量玻璃折射率的设计方案,每种测量方案包括测量原理、 光路安排、实验仪器选择、实验参数估算、实验步骤、注意事项、参 考资料等 3、根据实验室现有的条件与实验情况,选择三种可行的测量设计方案 进行试验,在试验过程中对该方案逐步修改完善 4、实验中为达到要求的测量精度,须选择与估算实验参数,并进行重复 测量,设计表格记录实验数据 5、实验操作步骤完成后,检查实验结果,至少对其中一种方案进行数据 处理与误差分析,完成最终的实验报告与误差分析,完成最终的实验 报告

三、实验方案: ㈠ 插针法 【实验题目】用插针法测定玻璃砖折射率 【实验目的】 测定玻璃砖的折射率。 【实验器材】 ①平木板、 ②白纸、 ③玻璃砖、 ④大头针4枚、 ⑤图钉4 个、 ⑥量角器(或三角板或直尺)、 ⑦铅笔 【实验原理】 用插针法确定逃跑,找出跟入射线相应的折射线;用量角器测出入射角i 与折射角r;根据折射定律βαsin sin =n 计算出玻璃的折射率 。 实验参数估算:1、3～1、9。 【实验步骤】 (1)如图所示,在用4个图钉钉好的白纸上画一条直 线 ,aa′作为界面。 (2)过aa′上的一点O 画出界面的法线NN′。 (3)过O 点画一条射线AO 作入射光线。 (4)在射线AO 上插上两枚大头针P 1、P 2。 (5)把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一条长边跟 aa′bb′两条线准确地落在玻璃砖的两个平行的折射画里,这样,由作图 画出的入射光线AO 、出射光线BP 与aa′、bb′的交点O 、O′才能与光 线的实际入射点相符,否则将使画出的玻璃中折射光线的光路与实际 偏离,因此作图时要用细铅笔。 (6)在观察的这一侧即光线的出射面bb′一侧插两枚大头针P 3、P 4,使 P 3挡住P 1、P 2的像,P 4挡住P 1、P 2、P 3的像,记下P 3、P 4的位置。 (7)移去玻璃砖连接P 3、P 4并延长交bb′于O′,连接OO′即为折射光线, 入射角α=∠AON,折射角β=∠O′ON′。 (8)改变入射角α,重复实验步骤,列表记录相关测量数据,计算每次折射 率n 求出平均值 。 【注意事项】 1、 玻璃砖要选用宽度较大的,宜在5厘米以上,若宽度过小,则测量折 射角度值的相对误差增大;用手拿玻璃砖时,只能接触玻璃毛面或棱,严 禁用玻璃砖当尺子画界面; 2、 入射角i 应在15°~75°范围内取值,若入射角α过大。则由大头针 P 1、P 2射入玻璃中的光线量减少,即反射光增强,折射光减弱,且色散较 严重,由玻璃砖对面瞧大头针的虚像将暗淡,模糊并且变粗,不利于瞄准 插大头针P 3、P 4。 3、 若入射角α过小,折射角将更小,测量误差更大,因此画入射光线AO 时要使入射角α适中。 4、 上面所说大头针挡住大头针的像就是指“沉浸”在玻璃砖里的那一 截,不就是瞧超过玻璃砖上方的大头针针头部分,即顺P 3、P 4的方向瞧

测定玻璃砖的折射率

实验3：测定玻璃的折射率 一、实验目的：测定玻璃砖的折射率。 二、实验原理： 1.求折射率的公式有： （1）n= r i sin sin （i 为光线在真空中的角，r 为光线在介质中的角） （2）n=C sin 1 （C 为临界角） （3）n=v c （c 为真空中光速，v 为介质中光速） 2.要测玻璃砖的折射率，显然用n=r i sin sin 简便易行 三、实验器材：玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板（或直尺）、铅笔。 四、实验步骤：1.将玻璃砖放在白纸上，画出上下两界面，做出法线。让光线从玻璃砖上方射入，下方穿出。做出入射光线和折射光线，用量角器测出入射角i 和折射角r ，代入公式n= r i sin sin 即可求出折射率n 。 2.入射角i 和折射角r 的确定 （1）用插在白纸上的大头针做为入射光源，大头针P 1、P 2在白纸上的插点的连线就是入射光线。 （2）在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P 1和P 2的像，并在像的反向延长线上插大头针P 3、P 4。大头针P 3、、P 4在白纸上的插点的连线就是出射光线。 （3）连接入射点和出射点即为折射光线。 五、注意事项： 1.实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1和P 2之间，P 2和O 点之间，P 3和P 4之间，P 3和O ’点之间距离要稍大一些。 2.入射角i 应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大。 3.操作时，不能用手触摸玻璃砖的光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子用。 4.在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 六、数据处理： 1.此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和反射角的正弦值，代入n= r i sin sin 中，求玻璃的折射率。 2.其他处理数据的方法： ① 在找到人射光线和折射光线以后，以入射点O 为圆心，以任意长为半 径画圆， 分别与AO 交于C 点，与OO ’(或OO ’的延长线)交于D 点，过C 、D 两点分别向NN ’作垂线，交NN ’于C ’、 D ’，用直尺量出CC ’和DD ’ 的长.如图14-2所示. 由于CO CC 'sin = α， DO DD ' sin =β 而CO=DO ，所以折射率' ' sin sin 1DD CC n == βα 重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。 图14-2

实验报告：测量玻璃折射率

实验报告：测量玻璃折射率 高二（ ）班 姓名： 座号： 【实验目的】 1、明确测定玻璃砖的折射原理 2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤 3、会进行实验数据的处理和误差分析 【实验原理】 如图所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O 1B ，就能求出折射光线OO 1和折射角θ 2，再根据折射定律就可算出玻璃的折射率 n=2 1sin sin 。 【实验器材】 平木板、白纸、玻璃砖1块、大头针4枚、图钉4个、量角器（或三角板或直尺）、铅笔 【实验步骤】 1、把白纸用图钉钉在木板上。 2、在白纸上画一条直线 ad 作为玻璃砖的上界面，画一条线段 AO 作为入射光线，并过O 点 画出界面ad 的法线NN 1。 3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使他的一个长边 ad 跟严格对齐，并画出玻璃砖的另一个 长边bc.。 4、在AO 线段上竖直插上两枚大头针 P 1P 2. 5、在玻璃砖的ad 一侧再插上大头针P 3，调整眼睛观察的视线，要使 P 3恰好能挡住P 1P 2在 玻璃中的虚像。6、用同样的方法在玻璃砖的 bc 一侧再插上大头针P 4，使P 4能同时挡住P 3本身和P 1P 2的虚 像。 7、记下P 3、P 4的位置，移去玻璃砖和大头针。过 P 3、P 4引直线O 1B 与bc 交于O 1点，连接 OO 1，OO 1就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角θ1=∠AON ，折射角 θ2=∠O 1ON 1 8、用量角器量出入射角 θ 1和折射角θ2。查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。

9、改变入射角θ1，重复上述步骤。记录 5组数据，求出几次实验中测得的 2 1sin sin 的平均值， 就是玻璃的折射率。 【注意事项】 1、用手拿玻璃砖时，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 当尺子画玻璃砖的另一边 bc 。 2、实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动． 3、玻璃砖要选用宽度较大的，宜在 5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差 增大；用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面；4、入射角i 应在15°~75°范围内取值，若入射角 α过大。则由大头针P 1、P 2射入玻璃中的光 线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P 3、P 4。若入射角α过小，折射角将更小， 测量误差更大，因此画入射光线 AO 时要使入射角α适中。 5、上面所说大头针挡住大头针的像是指 “沉浸”在玻璃砖里的那一截，不是看超过玻璃砖上方 的大头针针头部分，即顺 P 3、P 4的方向看眼前的直线P 3、P 4和玻璃砖后的直线P 1、P 2的 虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。6、大头针P 2、P 3的位置应靠近玻璃砖，而 P 1和P 2、P 3和P 4应尽可能远些，针要垂直纸面， 这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。 【实验数据】 实验数据处理的其他方法： 入射角θ1折射率n= 折射角θ2

实验报告测量玻璃折射率

实验报告测量玻璃折射 率 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

实验报告：测量玻璃折射率 高二（ ）班 姓名： 座号： 【实验目的】 1、明确测定玻璃砖的折射原理 2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤 3、会进行实验数据的处理和误差分析 【实验原理】 如图所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O 1B ，就能求出折射光线OO 1和折射角θ2，再根据折射定律就可算出玻璃的折射率 n=2 1sin sin θθ。 【实验器材】 平木板、 白纸、 玻璃砖1块、 大头针4枚、 图钉4个、 量角器（或三角板或直尺）、 铅笔 【实验步骤】 1、把白纸用图钉钉在木板上。 2、在白纸上画一条直线ad 作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO 作为入射光线，并 过O 点画出界面ad 的法线NN 1。 3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使他的一个长边ad 跟严格对齐，并画出玻璃砖的 另一个长边bc.。 4、在AO 线段上竖直插上两枚大头针P 1P 2. 5、在玻璃砖的ad 一侧再插上大头针P 3，调整眼睛观察的视线，要使P 3 恰好能挡住 P 1P 2在玻璃中的虚像。

6、用同样的方法在玻璃砖的bc 一侧再插上大头针P 4，使P 4能同时挡住P 3本身和P 1P 2 的虚像。 7、记下P 3、P 4的位置，移去玻璃砖和大头针。过P 3、P 4引直线O 1B 与bc 交于O 1点， 连接OO 1，OO 1就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线的方向。入射角θ1=∠AON ，折射角θ2=∠O 1ON 1 8、用量角器量出入射角θ1和折射角θ2。查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。 9、改变入射角θ1，重复上述步骤。记录5组数据，求出几次实验中测得的 2 1 sin sin θθ的平均值，就是玻璃的折射率。 【注意事项】 1、用手拿玻璃砖时，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 把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bc 。 2、实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动． 3、玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的 相对误差增大；用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面； 4、入射角i 应在15°~75°范围内取值，若入射角α过大。则由大头针P 1、P 2射入 玻璃中的光线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P 3、P 4。若入射角α过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AO 时要使入射角α适中。

插针法测定玻璃折射率实验

测定玻璃的折射率 插针法

(1)如图所示，用图钉把白纸固定在木板上． (2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射 点，作过O的法线NN′. (3)画出直线AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两枚大头针． (4)在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′. (5)通过玻璃砖观察并调整视 线方向，使P1的像被P2挡住， 然后在观察一侧插上大头针 P3，使P3同时挡住P2、P1 的像，再插上P4挡住P3及 P2、P1的像．

(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确 定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′，则OO′即玻璃砖内的折射光线． (7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2. (8)改变入射角，重复实验． 记录下每次的入射角θ 和 1 . 折射角θ 2

(1)在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学的操作步骤如下： a．用图钉将记录光路的白纸固定在平板上； b．手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上； c．用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′； d．在aa′上选择一点O作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i分别为0°、30°、45°的入射光线；

e．用“插针法”分别得到各条入射光线对应的出射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r； f．按公式分别计算取三个值的算术平均值．

①以上步骤中有错误或不妥之处的是________； ②应改正为_________________________________________ ____________________________________________________. (2)在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三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实－13－4甲、乙和丙所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，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：