测定玻璃砖的折射率

实验3:测定玻璃的折射率
一、实验目的:测定玻璃砖的折射率。
二、实验原理:
1.求折射率的公式有:
(1)n=i光线在真空中的角,r为光线在介质中的角)
(2)n=C为临界角)
(3)n=c为真空中光速,v为介质中光速)
2.要测玻璃砖的折射率,显然用n=简便易行
三、实验器材:玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。
四、实验步骤:1.将玻璃砖放在白纸上,画出上下两界面,做出法线。让光线从玻璃砖上方射入,下方穿出。做出入射光线和折射光线,用量角器测出入射角i和折射角r,代入公式n=即可求出折射率n。
2.入射角i和折射角r的确定
(1)用插在白纸上的大头针做为入射光源,大头针P1、P2在白纸上的插点的连线就是入射光线。
思凡mv(2)在玻璃砖的另一侧用眼睛观察P1P2的像,并在像的反向延长线上插大头针P3P4。大头针P3P4在白纸上的插点的连线就是出射光线。
(3)连接入射点和出射点即为折射光线。
五、注意事项:
1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且P1P2之间,P2O点之间,P3和P4之间,P3O点之间距离要稍大一些。
2.入射角i应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。
3.操作时,不能用手触摸玻璃砖的光学面,更不能把玻璃砖界面当尺子用。
4.在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。
六、数据处理:
1.此实验是通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,出入射角和反射角的正弦值,代入n=中,求玻璃的折射率。
2.其他处理数据的方法:
1 在到人射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,
分别与AO交于C点,与OO’(或OO’的延长线)交于D点,过CD
两点分别向NN作垂线,交NNC’、 D,用直尺量出CCDD
的长.如图14-2所示.
  由于, 
  而CO=DO,所以折射率
重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。
根据折射定律可得因此有
在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上,以值为横坐标,以值为纵坐标建立直角坐标系.如图实14-3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,设斜率为,则.
故玻璃砖折射率
七、误差分析:
1.入射光线、出射光线确定的准确性,要求入射侧、出射侧所插两枚大头针间距宜大点。
2.测量入射角与折射角时的相对误差,故入射角不宜过小。入射角也不宜过大,过大则反射光较强,出射光较弱。
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1.某同学用插针法测定玻璃的折射率n,如图实14-7所示,他的实验方法和操作步骤正确无误,
但事后发现玻璃砖的两个光学面abcd不平行.那么下列说法正确的是(    )
A. P1、P2与P3、P4两条直线一定不平行  B. P1、P2与P3、P4两条直线一定平行
C.他测出的值一定偏大    D.他测出的值不受影响
钼粉2.一束光线从空气射向水中,入射角为300,在介面上光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线与折射光线之间的夹角为(    )
A、小于30东邪西毒20110                          B、在300到600之间   
C、大于120中国扬州寄语市长0                          D、在600到1200之间
3.两种透明介质对真空的全反射临界角为C1C2,且湖南警察学院学报C1C2,由此可知,这两种介质中光速V1V2、折射率n1n2的大小关系是(    ) 
A、n1>n2,V1>V2           B、n1>n2,V1<V2 
C、n1<n2,V1<V龙感湖农场2           D、n1<n2,V1>V2
4、如图所示,光在真空和介质的界面MN上发生偏折,那么:①光是从真空射向介质。 ②介质的折射率为。 ③光在介质中的传播速度为×108m/s。 ④反射光线与折射光线成600角。  则下列组合正确的是(  )
A、①②    B、②③    C、①②③④    D、①②③
5.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图实14-14①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其它操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图,则(      )
甲同学测得的折射率与真实值相比          (填“偏大”“偏小”或“不变”).
乙同学测得的折射率与真实值相比          (填“偏大”“偏小”或“不变”).
丙同学测得的折射率与真实值相比          .(填“偏大”“偏小”或“不变”).

本文发布于:2024-09-21 22:06:59,感谢您对本站的认可!

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