第十四單元

光學(xué)實驗十四

測量玻璃的折射率教材原型實驗拓展創(chuàng)新實驗教師備用習(xí)題作業(yè)手冊一、實驗?zāi)康?.學(xué)會用“插針法”確定光路；2.學(xué)會用玻璃磚和光的折射定律測定玻璃的折射率.二、實驗原理

三、實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針（四枚）、圖釘（四枚）、量角器（或圓規(guī)）、三角板（或直尺）、鉛筆.四、實驗步驟

五、數(shù)據(jù)處理

六、注意事項

例1

[2023·遼寧沈陽模擬]

在用“插針法”測量玻璃折射率的實驗中：（1）實驗光路圖如圖所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法正確的是_____（填選項前的字母）.BC

不變[解析]

根據(jù)題意，如圖所示，入射角與折射角都沒有誤差，測出的折射率不變.

偏小

變式

[2023·重慶南開區(qū)模擬]

在“用插針法測定玻璃的折射率”實驗中，甲、乙兩位同學(xué)分別使用矩形玻璃磚和梯形玻璃磚進行實驗.

DA.偏大

B.偏小

C.不變

D.不確定

考向一

實驗儀器的創(chuàng)新

1.2

考向二

實驗過程的創(chuàng)新例3

實驗探究可讓學(xué)生們提高對物理實驗的理解和應(yīng)用能力.如圖所示，一個學(xué)生用廣口瓶和刻度尺測定水的折射率，請?zhí)顚懴率鰧嶒灢襟E中的空白.

（2）在瓶內(nèi)裝滿水.（3）將刻度尺沿瓶口邊緣豎直插入水中.

（5）讀出____和_________的長度.

教師備用習(xí)題1.[2021·全國乙卷]用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率,實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路.C、D兩個大頭針確定出射光路.O和O'分別是入射點和出射點.如圖甲所示.測得玻璃磚厚度為h=15.0mm;A到過O點的法線OM的距離AM=10.0mm,M到玻璃磚的距離MO=20.0mm,O'到OM的距離為s=5.0mm.(1)求玻璃磚的折射率;教師備用習(xí)題

(2)用另一塊材料相同、但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗.玻璃磚的截面如圖乙所示.光從上表面入射.入射角從0逐漸增大,達到45°時,玻璃磚下表面的出射光線恰好消失.求此玻璃磚上下表面的夾角.教師備用習(xí)題[答案]15°

2.某同學(xué)在利用“插針法”測定一塊紅色直角三角形玻璃磚的折射率時發(fā)現(xiàn),由于玻璃的顏色較深,在另一側(cè)很難觀測到對側(cè)所插的針.他想到可以用實驗室的紅色激光器來完成實驗.如圖所示,他在木板上固定好白紙,放好玻璃磚,正確作出了界面MN、MP、NP,然后讓很細的激光平行于木板從玻璃磚的上界面MN入射.(1)由于激光很強,不能用眼睛直接觀測,該同學(xué)通過在木板上插入被激光照亮的針來確定激光光路,正確的插針順序應(yīng)是

(填選項前的字母).

A.P1、P2、P3、P4

B.P4、P3、P2、P1C.P1、P2、P4、P3

D.P4、P3、P1、P2教師備用習(xí)題B[解析]應(yīng)該先插光路后面的針,否則光被擋住,后面的針無法確定位置,故正確的插針順序應(yīng)是P4、P3、P2、P1.故選B.教師備用習(xí)題

A

教師備用習(xí)題(3)若激光器正常發(fā)光,平行于MN從玻璃磚NP界面垂直射入玻璃磚,如圖中虛線箭頭所示.該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在MP一側(cè)始終找不到出射光線,則原因是______________________________;該同學(xué)在MP一側(cè)沒有找到出射光線,但在MN一側(cè)找到了出射光線,他依然用被激光照亮的針確定了激光在MN一側(cè)的出射光線和NP一側(cè)的入射光線,則測量后他

(選填“能”或“不能”)計算出玻璃的折射率.

激光在MP界面上發(fā)生了全反射能[解析]入射光線與MN平行,在MP一側(cè)沒有找到出射光線,說明光線在MP上發(fā)生了全反射,根據(jù)幾何關(guān)系可以求出光線在MN面上的入射角,由插針得出折射角,從而由折射率公式計算出折射率.作業(yè)手冊

A

1234

12342.[2023·湖南長沙模擬]

小明想測量一塊平行玻璃磚的折射率.

BD

1234

1234

1.561234

1234

1234（1）此后正確的操作步驟是_____（填選項前的字母）.BD