高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 光學(xué) 實(shí)驗(yàn)二 測(cè)定玻璃的折射率課件

基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,基礎(chǔ)自主梳理,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,1(2016海淀區(qū)期中測(cè)試)如圖所示，用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針Pl和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使Pl的像被P2的像擋住接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示 (1)在圖上畫出所需的光路 (2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率， 需要測(cè)量的量是_， 在圖上標(biāo)出它們 (3)計(jì)算折射率的公式是n_,解析：(1)如圖所示，畫出通過(guò)P1、P2的入射光線，交AC面于O，畫出通過(guò)P3、P4的出射光線交AB面于O.連接OO，則光線OO就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線,(2)在所畫的圖上注明入射角1和折射角2，并畫出虛線部分，方法一：用量角器量出1和2. 方法二：用直尺測(cè)出線段EF、OE、GH、OG的長(zhǎng)度 方法三：以入射點(diǎn)O為圓心，以適當(dāng)長(zhǎng)R為為半徑畫圓，交入射光線于I，交折射光線(或折射光線的延長(zhǎng)線)于J，過(guò)I、J兩點(diǎn)分別向法線NN作垂線交法線于I、J點(diǎn)，用直尺量出II和JJ的長(zhǎng)) (3)方法一：n ； 方法二：因?yàn)閟in 1 ，sin 2 則 方法三：因?yàn)閟in 1 ，sin 2 則n,答案：(1)見(jiàn)自主解答圖(畫出通過(guò)P1、P2、P3、P4的光線，包括在棱鏡內(nèi)的那部分光路) (2)入射角1和折射角2(見(jiàn)自主解答圖)(或線段EF、OE、GH、OG；或線段II、JJ) (3),要點(diǎn)研析突破,例2(2015鹽城市三模)在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖、和所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)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，則 (1)甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”) (2)乙同學(xué)測(cè)得折射率與真實(shí)值相比_(填“偏大”“偏小”或“不變”) (3)丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比_,要點(diǎn)研析突破,思維導(dǎo)引 測(cè)折射率所使用的玻璃能是否必須為平行玻璃磚？bb邊與玻璃磚沒(méi)對(duì)齊主要是對(duì)光路圖中的哪個(gè)物理量的測(cè)量有影響？如何判定折射率的測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異？ 解析：(1)用圖測(cè)定折射率時(shí)，會(huì)導(dǎo)致玻璃中折射光線偏折小了，所以折射角增大，折射率減小 (2)用圖測(cè)折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無(wú)關(guān) (3)用圖測(cè)折射率時(shí)，因?yàn)榻缑鎎b部分在玻璃磚外側(cè)，部分在內(nèi)側(cè)，故無(wú)法確定折射光線偏折的大小，所以測(cè)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 感悟提升：無(wú)論是測(cè)量計(jì)算還是誤差分析，都離不開實(shí)驗(yàn)原理，都必須從折射定律出發(fā)，尋找準(zhǔn)確的入射角和折射角，通過(guò)公式n進(jìn)行分析,要點(diǎn)研析突破,要點(diǎn)研析突破,速效提升訓(xùn)練,1(2015北京卷)“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，aa和bb分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖所示在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4.在插P3和P4時(shí)，應(yīng)使_(填選項(xiàng)前的字母) AP3只擋住P1的像 BP4只擋住P2的像 CP3同時(shí)擋住P1、P2的像 解析：實(shí)驗(yàn)中要使P3擋住P1、 P2的像，P4擋 住P3和P1、P2的像，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)正確 答案：C,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,3某同學(xué)用大頭針、三角板、量角器等器材測(cè)半圓形玻璃磚的折射率開始玻璃磚的位置如圖中實(shí)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(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P1、P2的像，且P2的像擋住P1的像如此觀察，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時(shí)，上述現(xiàn)象恰好消失此時(shí)只須測(cè)量出_， 即可計(jì)算玻璃磚的折射率請(qǐng)用你的測(cè)量量表示出折射率n_.,解析：光線指向圓心入射時(shí)不改變傳播方向，恰好觀察不到P1、P2的像時(shí)發(fā)生全反射，測(cè)出玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，此時(shí)入射角即為全反射臨界角，由sin 1/n,得n1/sin . 答案：玻璃磚直徑邊繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度 1/sin ,4在“測(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)中 (1)操作步驟如下： 先在白紙上畫出一條直線aa代表兩種介質(zhì)的界面，過(guò)aa上的O點(diǎn)畫出界面的法線NN，并畫一條線段AO作為入射光線 把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa對(duì)齊 在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針Pl、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像調(diào)整視線方向，直到P1的像被P2擋住再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像和P3，記下P3、P4的位置 移去大頭針和玻璃磚，連接P3、P4作為折射光線，測(cè)量出 入射角1與折射角2，填入表格中 上述操作步驟中存在嚴(yán)重的缺漏，應(yīng)作的補(bǔ)充是_,(2)(多選)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了多組入射角1與折射角2，并作出了sin 1sin 2圖象如圖則下列說(shuō)法正確的是_ A實(shí)驗(yàn)時(shí)，光線是由空氣射入玻璃 B玻璃的折射率為0.67 C玻璃的折射率為1.5 D玻璃臨界角的正弦值為0.67,解析：(1)步驟中應(yīng)在白紙上畫出玻璃磚的另一個(gè)界面bb，步驟中應(yīng)通過(guò)P3、P4的連線與bb的交點(diǎn)O和aa上的入射點(diǎn)O，作出玻璃磚中的光線OO. (2)由圖可看出入射角1小于折射角2，因此，光線應(yīng)該是由玻璃射入空氣：則玻璃折射率 故sin C1/n1/1.50.67，所以選項(xiàng)C、D正確 答案：(1)見(jiàn)解析(2)CD,速效提升訓(xùn)練,速效提升訓(xùn)練,