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第四章 光
4.1.2实验：测玻璃的折射率
如何测定玻璃砖的折射率？
导入新课
A
B
O
O?
i
r
i
插针法
????
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E
E’
N’
N
G1
G2
G3
G4
1．画EE′；再画AB；然后画NN′。
2．直尺紧靠玻璃砖，取下玻璃砖，画FF′
B
A
C
D
3．插G1、G2，放回玻璃砖，观察G1、G2的像，调整视线方向，直到G2挡住G1。
4．用G3挡住G1和G2，插G3；用G4挡住G3 、G1、G2，插G4。
5．移去大头针和玻璃砖，画直线CD，连BC。
F
F’
一、实验思路
思考：测定玻璃砖的折射率，怎样简便地确定与入射光AO线对应的折射光线呢？
1.计算法
改变入射角i，测出相应的折射角r，作sini-sinr图象。如图，图象为直线，其斜率等于玻璃的折射率。
sini
sinr
0
a
a?
P1
P2
P3
P4
A
B
O
O?
i
r
N
N?
2.作sini-sinr图象
算出不同入射角时的 ，并取平均值。
用量角器测量入射角i和折射角r，并查出其正弦值sini和sinr。
二、物理量测量与数据分析
3.单位圆法
i
A
B
O
O?
r
a
a?
E
F
D
C
三、实验操作
平均值法
算出不同入射角时的比值 ，最后求出在几次实验中所测的 平均值，即为玻璃砖的折射率。
四、实验数据处理
图象法
以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率为k
故玻璃砖折射率：
实验数据处理
单位圆法
i
A
B
O
O?
r
a
a?
E
F
D
C
五、实验注意事项
实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，两大头针间距、大头针和砖块的间距应适当大一些
入射角应适当大一些，但入射角不宜太大，也不宜太小。
玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。
在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。
六、误差分析
（1）实验中，当玻璃砖和平行线发生了平移，对最后的结果有无影响？
真实光路
误差光路
无影响
折射角不变
误差分析
（2）实验中，当平行线画得比玻璃砖宽，对最后的结果有无影响？
真实光路
误差光路
得到折射率偏小
折射角偏大
反之，偏小
1.测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。
(1)在插P3和P4时，应使________(选填选项前的字母).
A.P3只挡住P1的像 B.P4只挡住P3
C.P3同时挡住P1、P2的像 D.P4挡住P3及P1、P2的像
(2)按(1)中的做法确定大头针P3和P4的位置，请将光路图补充完整，并在图中标出需要测量的量，则玻璃砖的折射率可表示为n＝______。(用图中标出的测量量表示)
CD
课堂评价
i
r
2.在测定玻璃折射率的实验中:
(1)某同学实验插针的步骤如下
A.在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2；
B.通过玻璃砖观察P2、P1，调整视线，直到P1的像被P2的像挡住；
C.在观察的一侧插上大头针P3、P4，记下P3、P4的位置。
这位同学在操作中有什么重要疏漏?
_______________________________________________
(2)以通过P1、P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与 OA交于A，与OO'的延长线交于C，如图所示，过A、C分别作玻璃砖界面的法线MN的垂线，图中B、D分别为垂足，用刻度尺量得AB=45 mm，CD=30 mm，则玻璃砖的折射率为　　　　。?
插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3及P1、P2、的像。
1.5
(3)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所示的四组插针结果。
①从图上看，肯定把针插错了的同学是　　　　。?
②从图上看，测量结果准确度最高的同学是　　　　。?
丁
甲、乙
3.如图所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以形成一个同心球形气泡。假设液体球与气泡半径之比为5：2，当细光束以37°的入射角射入液体球中，折射光线刚好与气泡内壁相切，sin37°=0.6。该液体的折射率为 （ ）
A.1.2 B.1.3 C.1.4 D.1.5
D
解析： 如下图，作出光路图，设液体球与气泡半径分别为5a、2a，该液体的折射率为

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