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实验十六　测量玻璃的折射率
对应学生用书P306
一、实验思路
1.实验原理
用插针法确定光路，找出与入射光线对应的出射光线，画出玻璃砖中对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律n＝，便可求出玻璃的折射率。
2.物理量的测量
(1)入射角i：入射光线与法线的夹角。
(2)折射角r：折射光线与法线的夹角。
二、实验器材
玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉、量角器、直尺、笔。
三、进行实验
1.把白纸用图钉钉在木板上。
2.用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的一条线aa'作为界面，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，如图所示。
3.在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，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用直尺画一条直线bb'。
5.在玻璃砖的bb'一侧白纸上竖直地插一枚大头针P3，调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能同时挡住大头针P1、P2的像时，把大头针P3插好。
6.在玻璃砖bb'一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3，同时也能挡住P1、P2的像。
7.记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线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γ。
8.用量角器量出入射角i和折射角γ的大小。
9.改变入射角i，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角。
四、数据处理
1.计算法
通过多次测量入射角和折射角，得出多组入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求出多个n的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率。
2.图像法
求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sin i-sin γ图像，由n＝可知图像应为过原点的直线，如图所示，其斜率为折射率n。
3.单位圆法
(1)以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线AO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'，分别交NN'于点H、H'，如图所示。
(2)由图中关系知sin i＝，sin γ＝，OE＝OE'＝R，则n＝＝，只要用刻度尺测出EH、E'H'的长度就可以求出n。
五、注意事项
1.用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面，不能触摸光洁的光学面。
2.实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动。
3.大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一些，以减小确定光路方向时造成的误差。
4.实验时入射角不宜过小，否则会使测量误差变大，也不宜过大，否则在bb'一侧看不到P1、P2的像。
5.由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号以免混乱。
6. 玻璃砖应选用宽度稍大的，若宽度太小，则测量误差较大。
六、误差分析
本实验的系统误差主要来源于确定光路的过程中，偶然误差主要来源于角度的测量及运算求解的过程中。
以矩形玻璃砖为介质测量玻璃的折射率
【例1】 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
(1)确定P3位置的正确方法是　　　　。
A.透过玻璃砖，P3挡住P2的像
B.先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置
C.透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像
(2)在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2。
(3)经过多次测量作出sin θ1-sin θ2的图像如图乙，玻璃砖的折射率为　　　　(计算结果保留三位有效数字)。
(4)若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画得偏左了一些，则测出来的折射率　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，大头针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的大头针应该是　　　　。
A.P3、P6　　　B.P3、P8　　　C.P5、P6　　　D.P7、P8
(6)该小组实验后发现该玻璃砖内部有一空气层，且空气层边界与玻璃砖外表面均平行，如图丁所示。实验时光线通过了空气层的中间区域，则实验中测得玻璃的折射率比真实值　　　(选填“偏大”或“偏小”)。
题后反思：
角度突破
1.定角
2.定针
3.定误差
光路图分析 折射率n
玻璃砖向上平移稍许 入射角、折射角均不变，折射率n＝不变
玻璃砖向下平移稍许 入射角、折射角均不变，折射率n＝不变
两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖宽度大些 折射角偏大，折射率n＝偏小
下界面的bb'稍向上平移 入射角不变，折射角偏小，测得的折射率n＝偏大
【例1】 解析：(1)确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像，故C正确。
(2)略。
(3)根据n＝可知，图像sin θ1-sin θ2图线的斜率表示折射率，由题图乙可知玻璃砖的折射率为n＝1.50。
(4)若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4、P3的连线与bb'的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据n＝可知，测出来的折射率偏小。
(5)光路图如图所示，根据光路图可知，经过P1、P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏折，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的大头针应该是P5、P6，故C正确。
(6)如图所示，没有空气层时光线从E点射出，有空气层后从F点射出，使得折射角变大，入射角不变，所以折射率变小。
答案：(1)C　(2)　(3)1.50　(4)偏小　(5)C　(6)偏小
以半圆形玻璃砖为介质测量玻璃的折射率
【例2】 某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测横截面为半圆形玻璃砖折射率的实验，他们进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在光屏MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为a、b。
(1)根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式n＝　　　　　。
(2)为减小实验测量误差，实验中应适当　　　 　(选填“增大”或“减小”)单色光在O点的入射角。
(3)如图所示，某同学用插针法测量半圆形玻璃砖的折射率。
①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点。
②将玻璃砖直径面沿ab放置，使其半径O'b的中点位于O点，并确定圆弧侧面的位置。
③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从圆弧侧面透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住　　　(“选填“P1”“P2”或“P1和P2”)的虚像。
④确定出射光线的位置　　　　(选填“需要”或“不需要”)第四枚大头针。
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得从圆弧面出射的光线与直线cd的夹角为30°，则玻璃砖的折射率n＝　　　。
破题路径
能力要语
抓住半圆形玻璃砖的特性——光线在圆心处入射，法线沿半径方向。解题核心在于准确画出光路图，利用几何关系将测量量与折射率n联系起来。
【例2】 解析：(1)OC所在光线为反射光线，OD所在光线为折射光线，则玻璃砖折射率的表达式为n＝＝＝＝＝。
(2)为减小实验测量的误差，OC、OD的距离应适当大些，所以实验中应适当减小单色光在O点的入射角。
(3)③要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要挡住P1和P2的虚像。
④cd与ab垂直，则过P1、P2的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，因此可以确定圆弧面上的入射点，此时只需要找到折射光线上一点即可确定出射光线，故不需要插第四枚大头针。
⑤由图中几何关系结合题给条件可知，在圆弧面上入射角为30°，折射角为60°，则有n＝＝。
答案：(1)　(2)减小　(3)③P1和P2　④不需要　⑤
以三角形玻璃砖为介质测量玻璃的折射率
【例3】 如图所示，ABC为由某种材料制成的三棱镜，某同学用“插针法”来测量此三棱镜的折射率，主要实验步骤如下：
(1)先在木板上铺一张白纸，然后画出棱镜的界面，如图所示。在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“ ”表示大头针的位置，然后在另一侧透过棱镜观察，并依次插上大头针P3和P4，利用相关实验器材测出棱镜的折射率，下列说法正确的有　　　　。
A.P3只需挡住P2的像
B.P4挡住P3的同时，还要挡住P2和P1的像
C.该实验除刻度尺外，还必须使用量角器
D.该实验可以只用刻度尺，无须使用量角器
(2)经正确操作，四枚大头针的插孔位置如图所示，请在图上作出实验光路图并标出光线在界面AB上的入射角θ1和折射角θ2。
(3)依据光路图，可测得该棱镜的折射率为　　　　(用θ1和θ2表示)。
(4)为了减小实验误差，下列操作正确的是　　　　。
A.为减小作图误差，P1和P2、P3和P4的距离应适当大一些
B.为减小测量误差，P1和P2连线与棱镜界面法线的夹角应适当大一些
C.为减小测量误差，在判断大头针与像是否在同一直线时，应该观察大头针的头部
D.实验中三棱镜在纸上的位置不可移动，可用三棱镜代替尺子画出边界线以确定三棱镜在纸上的位置
(5)若该同学在作出棱镜界面时，把棱镜右侧界面画成AC'(真实界面为AC)，则该同学测量出三棱镜折射率比真实值　　　　　(选填“大”“小”或“相等”)。
题后反思：
角度突破
1.测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率。
2.若在测量过程中，放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置，底边仍重合)，若仍以AB作为分界面，入射角θ1与三棱镜平移后实际的入射角相等，但折射角θ2变小，则三棱镜折射率的测量值大于真实值。
破题路径
【例3】 解析：(1)在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3和P4，使P3同时挡住P1和P2的像，P4挡住P3及P1和P2的像，A错误，B正确；该实验仅需使用刻度尺，在角度的测量时可利用直角三角形测量边长计算各角度的正弦值，无需使用量角器，C错误，D正确。
(2)实验光路图如图所示。
(3)该棱镜的折射率为n＝。
(4)为减小作图误差，P1和P2、P3和P4的距离应适当大一些，A正确；为减小测量误差，入射角应适当大一些，即P1和P2连线与棱镜界面法线的夹角应适当大一些，B正确；判断像与大头针是否在同一直线时，应观察大头针的整个部分，不能只观察大头针的头部，C错误；
实验时不可用玻璃砖代替尺子，D错误。
(5)由图可知，折射角θ2偏大，则此同学测量出三棱镜折射率比真实值小。
答案：(1)BD　(2)图见解析　(3)　(4)AB　(5)小
以液体为介质测量玻璃的折射率
【例4】 (1)甲同学用激光笔和壁厚不计的长方体水箱测量水的折射率，其俯视光路如图所示。激光笔发出的光从水箱上的M点水平入射，到达ef面上的O点后发生反射和折射，折射光路为图中虚线　　　　(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，反射光从N点射出水箱。作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点，用刻度尺测量得到PM的长度为d1，OM的长度为d2，fM的长度为d3。则水的折射率表达式n＝　　　。
(2)乙同学也设计了一个液体折射率测量仪，如图所示。在一圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，选取某条半径AO(测量出∠AOF＝θ)，AO的延长线与圆周交点为K。在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF为法线。而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。小组成员通过计算，预先在圆周KC部分刻好了折射率的值，这样只要根据圆周上大头针所插的位置，就可读出液体的折射率。则：
①P3处对应的液体的折射率　　　　(选填“＞”“＜”或“＝”)P4处对应液体的折射率；
②该测量仪，∠AOF越小，测量液体折射率的量程　　　　(选填“越大”“越小”或“不变”)；
③若相邻两个刻度的折射率差值相同，对于给定的θ值，则圆周KC部分折射率刻度　　　　(选填“是”或“不是”)均匀的。
角度突破
1.折射法测折射率
把圆形光具盘竖直放置一半在水中，AB是竖直直径，CD是贴着水面的水平直径，让一束光在水槽内从圆心O射出水面，光线经过光具盘上的M、N两点，通过刻度尺作图并测量长度可测量折射率。因sin γ＝，sin i＝，则水的折射率n＝＝。
2.全反射法测折射率
半径为r的软木塞，在其圆心处竖直插入一枚大头针，让木塞浮在液面上，调节大头针插入的深度，使其露在下面的长度为h时，从液面上方各个方向看液体，恰好看不到大头针，测得r与h，利用r、h可以测得液体的折射率n＝＝。
【例4】 解析：(1)如图所示，光从水中射入空气，入射角小于折射角，故折射光路为图中虚线Ⅰ，
根据折射定律，有n＝，根据几何关系，有sin θ＝，sin α＝，联立解得n＝。
(2)①设∠AOF＝θ为入射角，P3、P4对应的折射角分别为r3、r4，由图知，P4对应的折射角r4更大。由n＝，可知r越大，n越大，P3处对应的液体的折射率小于P4处对应液体的折射率。
②∠AOF越小，θ减小，由n＝，可知当θ减小时，对应可测的折射率n最大值变大，即测量量程越大。
③设圆周半径为R，折射角r对应的圆周弧长s＝Rr(r以弧度为单位)，由n＝，可知n与r为非线性关系，故相邻刻度折射率差值相同时，刻度不均匀。
答案：(1)Ⅰ　　(2)①＜　②越大　③不是
[实验(十六)]　测量玻璃的折射率
(选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)
1.在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图甲所示，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点，在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度　　　　。
A.选用两光学表面间距大的玻璃砖
B.选用两光学表面平行的玻璃砖
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
(2)该同学接下来要完成的必要步骤有　　　　。
A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1和P2的像
C.插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
(3)过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'。测量图中角α和角β的大小。则玻璃砖的折射率n＝　　　　　。
(4)实验时，该同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的bb'比实际的折射面向外侧平移了一些(如图乙所示)，以后的操作都正确无误，并仍以aa'和bb'为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将　　　　　 　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)以往，已知材料的折射率都为正值(n＞0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n＜0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足＝n，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率n＝－1，则能正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是　　　　。
解析：(1)为了减小实验误差，选用的玻璃砖的两光学表面间距应尽量大些，这样，玻璃砖内的折射光线能尽量长些，A正确；测量折射率时，只需找出入射光线和折射光线，因此玻璃砖的两光学表面可以不平行，B错误；为了减小实验误差，应选用较细的大头针完成实验，C错误；两枚大头针之间的距离尽量大些，描绘出的光线误差才会小些，D正确。
(2)光沿直线传播，两点确定一条直线，插上大头针P3，使P3挡住P1和P2的像，保证入射光线是唯一的，且过P1、P2，同理插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，保证从玻璃砖出来的光线是唯一的，且过P3、P4，最后使四个点在同一条光线的传播路径上，故选BD。
(3)根据折射定律，玻璃砖的折射率为n＝。
(4)画出的bb'比实际的折射面向外侧平移了一些，做出光路图如图所示。
这种做法使出射光线对应的入射角α偏大，折射角β不变，故折射率测量值小于真实值，即偏小。
(5)根据题目所给负折射率的定义，可知光线入射角和折射角在法线的同一侧，折射率等于－1，说明入射角与折射角相等，故图B符合要求，故B正确。
答案：(1)AD　(2)BD　(3)　(4)偏小　(5)B
2.(2025·无锡高三期中)(1)用插针法测定透明半圆柱形玻璃砖的折射率，O为玻璃砖的圆心，使入射光线与玻璃砖的平面端垂直。下面的四个图中，P1、P2、P3、P4是四个同学插针的结果：
①在这四个图中，肯定错误的是　　　　。
②在这四个图中，可以比较准确测出折射率的是　　　　。
(2)如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法可计算出玻璃砖的折射率。找出跟入射光线AO对应的出射光线O'B，从而确定折射光线OO'。
①如图甲，测出入射角i和折射角r，根据n＝　　　　可计算出玻璃砖的折射率。
②如图乙，以O为圆心，作圆与OA、OO'分别交于P、Q点，过P、Q点分别作法线NN'的垂线，垂足分别为P'、Q'，测量出PP'和QQ'的长度，则玻璃砖的折射率n＝　　　　。
③在完成上述实验过程时，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。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P2的像
C.P3同时挡住P1、P2的像
解析：(1)①光线从玻璃砖斜射向空气时，折射角不可能小于入射角，A错误；光线从玻璃砖垂直射向空气时，折射角等于入射角，光线不折射，B错误；光线从玻璃砖斜射向空气时，折射角大于入射角，C、D正确。
②要比较准确地测定折射率，折射角不能太大，也不能太小；图C中，光线从玻璃砖斜射向空气时，入射角度过小，故比较准确地测定折射率的是D图。
(2)①根据光的折射定律可计算出玻璃砖的折射率为n＝。
②设圆的半径为R，得PP'＝Rsin i，QQ'＝Rsin r，将两式代入折射率公式得n＝。
③为了能够确定出射光线，在插P3时，应使P3同时挡住P1、P2的像，插P4时，使它挡住前面三枚大头针，故选C。
答案：(1)①AB　②D　(2)①　②　③C
3.在通过“插针法”测量玻璃的折射率实验中。
(1)如图甲所示为实验使用的长方体玻璃砖，实验时不能用手直接接触玻璃砖的　　　　(选填“磨砂面”或“光学面”)。
(2)关于该实验，有以下操作步骤：
A.摆好玻璃砖，确定玻璃砖上、下边界aa'、bb'。
B.任意画出一条入射光线，在光路上插上大头针P1、P2。
C.在确定P3、P4位置时，应使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3以及P1、P2的像。
D.在确定P3、P4位置时，二者距离应适当　　　　(选填“近”或“远”)，以减小误差。
(3)如图丙所示，过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线MM'，连接OO'。用量角器测量图中角α和角β的大小，则玻璃的折射率n＝　　　　。
(4)如图丁所示为小薇同学实验获得的大头针位置，请帮助她画出该实验完整的光路图。
(5)小丹同学虽测出了入射角和折射角，但苦于无法得知非特殊角的正弦值，不能准确算出折射率，她利用实验室提供的圆规和刻度尺，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图戊所示，则玻璃的折射率n＝　　　　(用图中线段的字母表示)。
解析：(1)玻璃砖的光学面不能用手直接接触，否则，接触面的污渍会影响接触面的平整，进而影响折射率的测定。
(2)折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度偏差会较大，故P1、P2及P3、P4之间的距离适当远些，可以提高准确度。
(3)根据折射定律有n＝。
(4)连接P1和P2并延长交玻璃砖的上表面于O1点，连接P3和P4并延长交玻璃砖的下表面于O2点，连接O1O2，则O1O2是光在玻璃内的折射光线，光路图如图所示。
(5)因为sin i＝，sin r＝，AO＝BO，所以该玻璃砖的折射率为n＝＝。
答案： (1)光学面　(2)远　(3)　(4)见解析　(5)
4.如图甲所示，图中阴影部分ABC为一透明材料制成的柱形光学元件的横截面，AC为圆弧，O为圆弧圆心，ABCO构成正方形。某实验小组要测定该元件的折射率，可供选用的器材有：大头针、笔、刻度尺、圆规、平整木板、图钉、白纸。
(1)该实验小组同学进行了如下实验操作，请将步骤补充完整；
①将白纸用图钉固定在平整木板上，把光学元件放在白纸上，在白纸上描绘出光学元件的截面图，标好对应位置O、A、B、C；
②在O点垂直纸面插上大头针P；
③在D点垂直纸面插上大头针P1，在BC外侧观察，发现无论如何调整视线都不能看到大头针P和P1的像在一条直线上；要在BC外侧能观察到大头针P和P1的像在一条直线上，应使插针点D　　　　(选填“靠近”或“远离”)直线OB；
④在合适位置D'插上大头针P2，如图乙所示，在BC外侧调整视线，直到在某方向上观察到大头针P和P2的像在一条直线上，并在该方向上垂直纸面插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P和P2的像，P4挡住　　　　　　　；
⑤移走大头针和光学元件，在纸上记录好P、P2、P3、P4的插孔位置，在白纸上建立直角坐标系xOy，使x轴与OC重合，y轴与OA重合，用刻度尺测出P2、P3、P4三点的坐标值(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)，该光学元件折射率测量值的表达式为n＝　　　　　　　　(用测量的坐标值表示)。
(2)根据该小组的实验操作过程，下列哪些措施能够提高实验的准确度　　　　。
A.应选用较粗的大头针完成实验
B.应选用较细的大头针完成实验
C.插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当小些
D.插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些
(3)若该小组测得该元件折射率n＝2，该光学元件圆弧面的半径为R。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB面和BC面的光线，从插在O点的大头针P射向圆弧AC的光线中，有一部分光线不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射到圆弧AC上的弧长为　　　　　　　。
解析：(1)③要在BC外侧能观察到大头针P和P1的像在一条直线上，应使插针点D远离直线OB，从而减小光在BC边的入射角，不会发生全反射。
④应使P3挡住P和P2的像，P4挡住P3和P、P2的像。
⑤设入射角为i，折射角为r，则根据几何关系有sin r＝，sin i＝，光学元件折射率测量值的表达式为n＝＝。
(2)应选用较细的大头针完成实验，插在光学元件同侧的两枚大头针间的距离应适当大些，可减小实验误差，从而提高准确度，故选BD。
(3)因为n＝2，则sin C＝＝，所以临界角C＝30°，所以射在圆弧AC正中央三分之一圆弧的光不能从AB和BC面射出，这部分光照射圆弧AC的弧长为。
答案：(1)③远离　④P3和P、P2的像
⑤　(2)BD　(3)(共83张PPT)
高三一轮总复习高效讲义
物 理
01
第十四章
光
实验十六　测量玻璃的折射率
知识梳理　夯实基础
考点探究　提升能力
实验
02
03
01
知识梳理　夯实基础
插针
直尺
P3
P1、P2的像
折射率n
考点探究　提升能力
角度突破
破题路径
能力要语
角度突破
破题路径
角度突破
[实验(十六)]　测量玻璃的折射率
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谢谢观看
入射光线
y入射点
2
折射光线
玻璃
出射点“
出射光线
A
N
H
N
b
0
B
sIn
01
N
A
B
P
a
Pi P2
.P3
.Pa
N
Ps
.P6
sin 02
b
P3T
b'
2-3
B
CA
甲
丙
A
te
L
a
NO.
b
P3
b'
P4
A C
B
P7。P8
P P2
.P3.P4
B
C
A
单色光
M
P
S
C
A
1
I
Q
D
N
ckPi
米P2
U
0
d
①
光路
确定光路关键：找圆心
分析
(或入射点)、光斑位置，
关联测量长度
2
数学
用几何关系（直角三角
形)算入射角、折射
应用
见
角r(空气侧为)
3
数据
公式法、图像法、单
处理
位圆法等
4④
误差
利用折射定律分析折
分析
射率变大、变小或不
变的原因
B
C'
4
A
B
C'
C
PI P20V
P3
A
B
C'
C
P3
A
据大头针P,~P,定入
①
画光
射、出射光线，连光
路图
线找界面入射点，画
完整光路
找入
射角
过人射点作法线，确
2
折射
定并测量入射角空气
侧)、折射角（棱镜侧）
型
3
训算
代人公式n=sini
多
折射
组数据取平均
判断
分析针距、入射角大
误
小及界面画错等对
影响
测星值的影响

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