实验测光的折射率

实验1. 测得玻璃的折射率

一、实验目的

1.测定玻璃的折射率.2.学会用插针法确定光路.

二、实验原理

如图所示,当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,

通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ,从而求出折射光线

sin θ1PN O 1O 2 和折射角θ2,再根据n = n = sin θ2QN ′

三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规) 、三角板、铅笔.

四、实验步骤

1. 如图所示,把白纸铺在木板上.

2.在白纸上画一直线aa ′作为界面,过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′,并画一条线段AO 作为入射光线.

3.把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa ′重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb ′.

4.在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2.

5.从玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像,调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像挡住.再在bb ′一侧插上两枚大头针P 3、P 4,使P 3能挡住P 1、P 2的像,P 4能挡住P 3本身及P 1、P 2的像.

6.移去玻璃砖,在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别记下它们的位置,过P 3、P 4作直线O ′B 交bb ′于O ′.连接O 、O ′,OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向.∠AON 为入射角,∠O ′ON ′ 为折射角.

7.改变入射角,重复实验.

五、数据处理

1.计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2. 算

sin θ出不同入射角时的 sin θ2

2.作sin θ1-sin θ2图象:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2

sin θ1图象,由n = sin θ2

3.“单位圆法”确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n . 以入射点O 为圆心,以一定长度R 为半径画圆,交入射光线OA 于E 点,交折射光线OO ′于E ′点,过E 作NN ′的垂线

EH E ′H ′EH ,过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图实-13-4所示,sin θ1=,sin θ2 =OE =OE OE ′

sin θEH OE ′=R ,则n ==只要用刻度尺测出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n . sin θ2E ′H ′

4.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.

七、误差分析

1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.

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.

八、实验改进

本实验可用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖,做法如下:

在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2,确定入射光线,并让入射光线过圆心O ,在玻璃砖另一侧垂直

AB sin θOB AB 纸面 插大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,连接OP 3,作光路图如图所示.则折射率n =. sin θ2CD CD

OC

实验1. 测得玻璃的折射率

一、实验目的

1.测定玻璃的折射率.2.学会用插针法确定光路.

二、实验原理

如图所示,当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,

通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ,从而求出折射光线

sin θ1PN O 1O 2 和折射角θ2,再根据n = n = sin θ2QN ′

三、实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器(或圆规) 、三角板、铅笔.

四、实验步骤

1. 如图所示,把白纸铺在木板上.

2.在白纸上画一直线aa ′作为界面,过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′,并画一条线段AO 作为入射光线.

3.把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa ′重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb ′.

4.在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2.

5.从玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像,调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像挡住.再在bb ′一侧插上两枚大头针P 3、P 4,使P 3能挡住P 1、P 2的像,P 4能挡住P 3本身及P 1、P 2的像.

6.移去玻璃砖,在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别记下它们的位置,过P 3、P 4作直线O ′B 交bb ′于O ′.连接O 、O ′,OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向.∠AON 为入射角,∠O ′ON ′ 为折射角.

7.改变入射角,重复实验.

五、数据处理

1.计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2. 算

sin θ出不同入射角时的 sin θ2

2.作sin θ1-sin θ2图象:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2

sin θ1图象,由n = sin θ2

3.“单位圆法”确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n . 以入射点O 为圆心,以一定长度R 为半径画圆,交入射光线OA 于E 点,交折射光线OO ′于E ′点,过E 作NN ′的垂线

EH E ′H ′EH ,过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图实-13-4所示,sin θ1=,sin θ2 =OE =OE OE ′

sin θEH OE ′=R ,则n ==只要用刻度尺测出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n . sin θ2E ′H ′

4.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.

七、误差分析

1.入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些.

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.

八、实验改进

本实验可用半圆形玻璃砖代替长方形玻璃砖,做法如下:

在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2,确定入射光线,并让入射光线过圆心O ,在玻璃砖另一侧垂直

AB sin θOB AB 纸面 插大头针P 3,使P 3挡住P 1、P 2的像,连接OP 3,作光路图如图所示.则折射率n =. sin θ2CD CD

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