组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 光学实验 > 测量玻璃的折射率 > 用插针法测介质折射率的实验步骤和数据处理
题型:实验题 难度:0.65 引用次数:136 题号:16564439
在做“测定玻璃的折射率”的实验中,先在白纸上放上玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1P2,然后在另一侧透过玻璃砖观察,插上大头针P3P4,使P3挡住P1P2的像,P4挡住了P3P1P2的像。如图所示,aa'bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,用“+”表示大头针的位置。图中AO表示经过大头针P1P2的光线,该光线与界面aa'交于O点,MN表示法线。

(1)请将光路图画完整,并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角θ1和折射角θ2______
(2)该玻璃砖的折射率可表示为n=____(用θ1θ2表示);
(3)在做“用插针法测玻璃折射率”实验中,图中所示直线aa'bb'表示在白纸上画出的两个界面。两位同学选择的器材操作如下∶
A.甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa'bb'后,将玻璃砖垂直于aa'方向沿纸面向上平移了少许,其他操作正确;
B.乙同学在白纸上画aa'bb'两界面时,其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些,其他操作正确;
甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比____,乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比____。(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)

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【推荐1】如图1所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,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为直线的交点。在直线上竖直地插上两枚大头针。

(1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________
A.插上大头针,使仅挡住的像
B.插上大头针,使挡住的像
C.插上大头针,使挡住的像
D.插上大头针,使仅挡住的像
(2)过作直线交,过作垂直于的直线,连接。测量图中角和角的大小,则玻璃砖的折射率__________
(3)如图2所示,该同学在实验中将玻璃砖界面的间距画得过宽。若其他操作正确,图2(甲)折射率的测量值__________实际值;图2(乙)折射率的测量值__________实际值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
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【推荐2】在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是_____
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖
B.选择的入射角应尽量小些
C.大头针应垂直地插在纸面上
D.大头针之间的距离应适当大些
(2)甲同学在画界面时,不小心将两界面间距画得比玻璃砖宽度大些,如图甲所示,则他测得的折射率_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)

(3)乙同学有刻度尺没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,为半径画圆,交延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线,与法线的交点分别为B点和D点。如图乙所示:的长度为的长度为的长度为的长度为的长度为的长度为r。则他只需要测量_____(填各段长度给定的符号),就可以求出玻璃的折射率_____(用测量出的物理量表示)
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【推荐3】某研究性学习小组利用插针法可以测量半圆形玻璃砖的折射率,实验探究方案如下:在白纸上做一直线MN,并做出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖(底面的圆心为O)放在白纸上,它的直径与直线MN对齐,在垂线AB上插两个大头针P1和P2,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针,可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路,从而求出玻璃砖的折射率,实验中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外,还有量角器等。


(1)某同学用上述方法测量玻璃砖的折射率,在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在半圆形玻璃砖的右侧区域内,不管眼睛在何处,都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是____,为同时看到P1、P2的像,他应采取的措施是_________
(2)在采取相应措施后,请在半圆柱形玻璃砖的右侧画出所插大头针的可能位置,并用“×”表示,作出光路图;________
(3)为计算折射率,将应测量的物理量标注在光路图上,并由此得出折射率的计算公式为n=______
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