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选择性必修 第一册4 实验：用双缝干涉测量光的波长获奖课件ppt
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第四章 光第1节 实验：测定玻璃的折射率 玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？实验：测玻璃的折射率一、实验目的 测定玻璃的折射率。四、实验步骤（1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）；（2）在白纸上画一条线a作为界面，过a上的一点O（作为入射点）画法线NN′，并画AO作为入射光线；（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与a对齐（确保O为实际入射点） ，确定玻璃砖的另一界面a′（确保出射点准确） ；实验：测玻璃的折射率（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P2、P1的像，记下P3、P4位置；实验：测玻璃的折射率（5）移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线DC与a′交于O′（作为实际出射点），直线O′D代表沿AO方向的入射光通过玻璃砖后的传播方向；（6）连接OO′，入射角1=∠AON ，折射角2＝ ∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中；（7）用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中；（8）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，最后求出几次实验的平均值为折射率.实验：测玻璃的折射率视频：测玻璃的折射率实验：测玻璃的折射率五、数据处理实验：测玻璃的折射率 六、注意事项(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′点之间距离要稍大一些。 (2)入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小。(3)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。(4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。实验：测玻璃的折射率七、误差分析(1)入射光线和出射光线确定得不够精确，因此要求插大头针时，两大头针间距应适当大一些。(2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。实验：测玻璃的折射率实验：测玻璃的折射率【典例1】如图所示，当光以一定的入射角透过一块玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。怎样确定与入射光线AO相对应的折射光线OO'?把玻璃砖放在木板上，下面垫一张白纸，在纸上描出玻璃砖的两个边a和a'。然后，在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点就O。（1）眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把_______挡住。如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把________挡住，插第四个大头针D，使它把__________挡住，那么大头针___________就确定了从玻璃砖射出的光线。（2）在白纸上描出光线的径迹，测量θ1、θ2的角度，就能计算玻璃的折射率_____。（3）实验中，应该采取哪些措施以减小误差?试写出两个。①_________________；②_________________。【典例2】（2022·江苏江苏·二模）某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示，直线与之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（ ）A．该同学在插大头针c时，只要使其挡住b的像即可B．入射角较大时光会在玻璃砖下表面可能发生全反射C．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率【答案】C【典例3】某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,实验后留下的痕迹如图所示,设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,只需用刻度尺测量________和________(均选填“l1”“l2” “l3”或“l4”),则玻璃砖的折射率可表示为________。 【典例4】学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，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，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作为界面的法线，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，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。(2)图中P3、P4两位置________处所对应的折射率大。(3)作AO的延长线交圆周于点K，点K处所对应的折射率的值应为________。【答案】(1) (2)P4 (3)1
第四章 光第1节 实验：测定玻璃的折射率 玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？实验：测玻璃的折射率一、实验目的 测定玻璃的折射率。四、实验步骤（1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）；（2）在白纸上画一条线a作为界面，过a上的一点O（作为入射点）画法线NN′，并画AO作为入射光线；（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与a对齐（确保O为实际入射点） ，确定玻璃砖的另一界面a′（确保出射点准确） ；实验：测玻璃的折射率（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P2、P1的像，记下P3、P4位置；实验：测玻璃的折射率（5）移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线DC与a′交于O′（作为实际出射点），直线O′D代表沿AO方向的入射光通过玻璃砖后的传播方向；（6）连接OO′，入射角1=∠AON ，折射角2＝ ∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中；（7）用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中；（8）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，最后求出几次实验的平均值为折射率.实验：测玻璃的折射率视频：测玻璃的折射率实验：测玻璃的折射率五、数据处理实验：测玻璃的折射率 六、注意事项(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′点之间距离要稍大一些。 (2)入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小。(3)在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。(4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。实验：测玻璃的折射率七、误差分析(1)入射光线和出射光线确定得不够精确，因此要求插大头针时，两大头针间距应适当大一些。(2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。实验：测玻璃的折射率实验：测玻璃的折射率【典例1】如图所示，当光以一定的入射角透过一块玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。怎样确定与入射光线AO相对应的折射光线OO'?把玻璃砖放在木板上，下面垫一张白纸，在纸上描出玻璃砖的两个边a和a'。然后，在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点就O。（1）眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把_______挡住。如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把________挡住，插第四个大头针D，使它把__________挡住，那么大头针___________就确定了从玻璃砖射出的光线。（2）在白纸上描出光线的径迹，测量θ1、θ2的角度，就能计算玻璃的折射率_____。（3）实验中，应该采取哪些措施以减小误差?试写出两个。①_________________；②_________________。【典例2】（2022·江苏江苏·二模）某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示，直线与之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（ ）A．该同学在插大头针c时，只要使其挡住b的像即可B．入射角较大时光会在玻璃砖下表面可能发生全反射C．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率【答案】C【典例3】某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,实验后留下的痕迹如图所示,设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,只需用刻度尺测量________和________(均选填“l1”“l2” “l3”或“l4”),则玻璃砖的折射率可表示为________。 【典例4】学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，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，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作为界面的法线，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，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为________。(2)图中P3、P4两位置________处所对应的折射率大。(3)作AO的延长线交圆周于点K，点K处所对应的折射率的值应为________。【答案】(1) (2)P4 (3)1
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