1、實驗十五：測定玻璃的折射率一、實驗原理與操作二、數據處理與分析1.數據處理(1)計算法：計算每次折射率 n，求出平均值 .(2)圖象法(如圖 S15-1 所示)圖 S15-2圖 S15-1(3)單位圓法(如圖 S15-2 所示)三、誤差分析1.確定入射光線、出射光線時的誤差.故入射側、出射側所插兩枚大頭針間距離宜大點；2.測量入射角與折射角時的誤差.故入射角不宜過小，但也不宜過大，過大則反射光較強，出射光較弱.四、注意事項1.玻璃磚要用厚度較大的；2.入射角應在 30到 60之間；3.大頭針要豎直插在白紙上，且距離應盡量大一些.【基礎自測】1.在測定玻璃的折射率的實驗中，對一塊兩面平行的玻璃磚

2、，用“插針法”找出與入射光線對應的出射光線.現有甲、乙、丙三位同學分別做出如圖的三組插針結果.從圖上看，肯定把針插錯了的同學有_.圖 S15-3解析：光線透過平行玻璃磚時出射光線與入射光線平行，且從空氣射入玻璃磚時入射角大于折射角，因而光線透出時相對于入射光線向右下側發生偏移，由圖可知，甲乙圖中出射光線不符合事實，肯定插錯了.答案：甲、乙考點 1 數據處理【典題 1】(2018 年甘肅民勤三中月考)如圖 S15-4 所示，用某種透光物制成的直角三棱鏡 ABC；在垂直于 AC 面的直線 MN上插兩枚大頭針 P1、P2，在 AB 面的左側透過棱鏡觀察大頭針P1、P2 的像，調整視線方向，直到 P1

3、 的像_，再在觀察的這一側先后插上兩枚大頭針 P3、P4，使 P3_，P4_.記下 P3、P4 的位置，移去大頭針和三棱鏡，過 P3、P4 的位置作直線與 AB 面相交于 D，量出該直線與 AB 面的夾角為 45.則該透光物質的折射率 n_，并在圖中畫出正確完整的光路圖.圖 S15-4解析：在 AB 面的左側透過棱鏡觀察大頭針 P1、P2 的像，調整視線方向，直到 P1 的像被 P2 的像擋住，再在觀察的這一側先后插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2，P4擋住P1、P2 以及 P3 的像.則知 P1、P2 在入射光線上，P3、P4 在出射光線，連接 P1、P2 作為入射光線，連接 P

4、3、P4，作為出射光線，再畫出折射光線，如圖 D79.由幾何知識得到入射角i30，又折射角r45，則折射率圖 D79答案：(1)讓 P2 的像擋住(2)擋住 P1、P2 的像(3)擋住P3以及P1、P2的像(4) (5)如圖 D80 所示.圖 D80考點 2 誤差分析【典題 2】在“用插針法測定玻璃磚折射率”的實驗中，甲、乙、丙三位同學在紙上畫出的界面 aa、bb與玻璃磚位置的關系分別如圖 S15-5、和所示，其中甲、丙兩同學用的是矩形玻璃磚，乙同學用的是梯形玻璃磚.他們的其他操作均正確，且均以 aa、bb為界面畫光路圖.圖 S15-5(1) 甲同學測得的折射率與真實值相比_( 填“偏大”“偏

5、小”或“不變”).(2) 乙同學測得的折射率與真實值相比_( 填“偏大”“偏小”或“不變”).(3)丙同學測得的折射率與真實值相比_.解析：(1)用圖測定折射率時，玻璃中折射光線偏折大了，所以折射角增大，折射率變小；(2)用圖測定折射率時，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關；(3)用圖測定折射率時，無法確定折射光線偏折的大小，所以測得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不變.答案：(1)偏小(2)不變(3)可能偏大、可能偏小、可能不變考向 1 實驗操作的創新根據全反射的條件，使入射光從透明介質向空氣傳播，調節入射角的大小，使其恰好發生全反射，這時的入射角就是臨界角，根據臨界角公式求出折射率的大小.【典

6、題 3】某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率.開始時玻璃磚的位置如圖 S15-6 中實線所示，使大頭針 P1、P2 與圓心 O 在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心 O 緩慢轉動，同時在玻璃磚直徑邊一側觀察 P1、P2 的像，且 P2 的像擋住 P1的像.如此觀察，當玻璃磚轉到圖中虛線位置時，上述現象恰好消失.此時只需測量出_，即可計算出玻璃磚的折射率.請用你的測量值表示出折射率：_.圖 S15-6解析：由題意可知，當玻璃磚轉過某一角度時，剛好發生全反射，在直徑邊一側觀察不到 P1、P2 的像，畫出如圖 D81 所答案：玻璃磚直徑邊繞 O 點轉過的

7、角度圖 D81考向 2 數據處理的創新使入射光線的入射角一定，根據不同位置折射角的大小，由折射率的定義式算出折射率的大小.【典題 4】學校開展研究性學習，某研究小組的同學根據所學的光學知識，設計了一個測量液體折射率的儀器，如圖S15-7 所示.在一圓盤上，過其圓心 O 作兩條互相垂直的直徑 BC、EF，在半徑 OA 上，垂直盤面插下兩枚大頭針 P1、P2，并保持P1、P2 位置不變，每次測量時讓圓盤的下半部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑 BC 相平，EF 作為界面的法線，而后在圖中右上方區域觀察 P1、P2 的像，并在圓周上插上大頭針P3，使 P3 正好擋住 P1、P2 的像.同學們通過計算，預先在圓周EC 部分刻好了折射率的值，這樣只要根據 P3 所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：圖 S15-7(1)若AOF30，OP3與OC的夾角為30，則P3處所對應的折射率的值為_.(2)圖中 P3、P4 兩位置_處所對應的折射率值大.(3)作 AO 的延長線交圓周于 K，