2. 学生实验：测定玻璃的折射率教学目标

实验探究：测定玻璃的折射率

预习案（先学后教）

1、实验目的：

2、实验原理：

（1）、完成光路图（平行玻璃砖）

（2）、公式：

3、实验方法：

用________法找出与确定入射光线对应的出射光线，确定出出射点，画出折射光线，然后测量出入射角i和折射角r，根据公式________计算玻璃的折射率．

4、实验器材：

思考：每件器材在实验中的作用是什么？

5、实验操作：

（1）、如何确定玻璃砖的边界？

（2）、如何确定出射光线？

（3）、如何确定光在玻璃砖中的光路和折射角？

6、表格设计及数据处理

（1）、请你设计并画出该实验记录数据的表格

（2）、结合以前实验数据处理的方法，你认为如何处理实验数据？

7、你认为实验中引起误差的原因可能有哪些？如何减小误差？

课堂探究案

任务一、预习案交流

练习1．某同学用插针法测定玻璃砖的折射率．他的实验方法和操作步骤正确无误．但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa′与bb′不平行，如图3所示．则下列说法正确的是(

)

A．P1P2与P3P4两条直线平行

B．P1P2与P3P4两条直线不平行

C．他测出的折射率偏大

D．他测出的折射率不受影响

任务二、课堂分组实验

任务三、实验数据处理问题

任务四、实验误差分析

练习2．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图9所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是(

) 图9 A．为了减少作图误差，C和D的距离应适当取大一些

B．为减少测量误差，A、B连线与法线NN′的夹角应适当大一些

C．若A、B的距离较大时，通过玻璃砖会看不到A、B的像

D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，有可能在bb′一侧看不清A、B的像

练习3．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：

(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不自觉地碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图7所示．则他测出的折射率值将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)；

图7

图8 (2)乙同学在画界面时，不自觉地将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图8所示，则他测得折射率________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．

方法技巧归纳：

课后练习案

1．在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：

①将记录光路的白纸铺放在平木板上；

②手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上；

③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；

④在aa′上选择一点O，作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i分别为0°、30°、45°的入射光线；

⑤用“插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r；

sin i⑥按公式分别计算，取三个值的算术平均值．

sin r(1)以上步骤中有错误或不妥的几处是

_____________________________________________________________________．

(2)应改正为：

_____________________________________________________________________，

________________________________________________________________________，

________________________________________________________________________.

2．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与折射角r作出sin i－sin r图像如图6所示，下列判断中正确的是(

) A．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的

B．他做实验时，光线是由玻璃射入空气的

C．玻璃的折射率为0.67 D．玻璃的折射率为1.5 3．某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10.00 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图5所示．用刻度尺量得OB＝8.00 cm，CD＝4.00 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________. [来源:Z+xx+k.Com]图5 [来源学。科。网]

2．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10甲、乙、丙所示，其中甲、丙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

图10 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”)