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用插針法測玻璃磚的折射率

生活 更新时间:2024-12-04 14:00:18

測量玻璃磚的折射率是光的折射當中唯一的一個實驗,這個實驗考察的話,主要考察操作步驟和誤差分析。具體來看一下,這個實驗不是很難變形,也不是很多,希望大家把它記清楚就行。

這個實驗的實驗原理就是應用光的折射定律公式測定玻璃磚的折射率。如下圖所示,折射率n=sinθ1/sinθ2。

用插針法測玻璃磚的折射率(測量玻璃磚的折射率)1

具體操作步驟如下,在玻璃磚的上方插兩顆大頭針P1和P2 ,在玻璃磚的下方觀察時,由于光線的兩次折射,P1和P2的虛像将在P1′和P2′的位置。為了确定沿P1、P2方向射入的光線(在玻璃中)的折射光線方向,可在玻璃磚下方插P3和P4兩顆大頭針,并讓它們擋住P1′和P2′(在下方觀察,可以看到P1′、P2′、P3、P4在一條直線上)。P1、P2的連線與玻璃磚上邊緣交點為O ,P3、P4的連線與玻璃磚上邊緣交點為O′,連接O、O′即是玻璃中的折射光線。測量入射角和折射角,利用折射定律即可得出玻璃的折射率。

我們最主要的是強調這個實驗的一些注意事項

首先是插針時,P1、P2的間距(或P3、P4的間距)不要太小,否則的話,這個誤差比較大。這個也不是什麼考察重點?

其次畫出玻璃磚的邊線後,在插針的過程中玻璃磚不要挪動(尤其不要扭動);往往在考察的時候還會說,如果在取的時候玻璃磚上下移動了,對誤差是什麼影響?

再次入射角不要太大(折射光強度太小),也不要太小(不能反映正弦之比為恒量的規律);這個不是考察重點

最後就是如果是用圓規作數據處理,圓的半徑不要太小。這個也不是什麼考察重點

【實驗器材】

玻璃磚、白紙、泡沫塑料闆(圖釘)、大頭針、三角闆、量角器(或圓規)

【實驗步驟】

1、将白紙用圖釘釘在泡沫塑料闆上。

2、将玻璃磚放在白紙上,借助三角闆畫出玻璃磚的上、下邊界線。

3、按圖1所示放好玻璃磚後,插上大頭針P1、P2 。

4、在玻璃磚的下放觀察P1、P2的像,并用大頭針P3擋住它們的像P1′、P2′,将P3插入白紙。

5、再用大頭針P4擋住P1′、P2′和P3插入白紙。

6、取下玻璃磚,用三角闆過P1、P2畫直線、過P3、P4畫直線,分别與玻璃磚的上、下邊界線交于O、O′點,連接O、O′得到玻璃中的折射光線。

7、量出入射角和折射角,用折射定律計算玻璃的折射率。

8、改變入射角,重複2~7步驟,多測幾組。

另外,如果實驗中使用的玻璃磚不是上下邊平行的(如圖2所示),而實驗的操作仍然不變,則測量的結果會受到影響嗎?

數據處理兩種方法,一是算出不同入射角折射角的Sin值,比較一下,看它們是否接近于一個常數,求出幾次實驗時 sin 測得數據的平均值,就是玻璃的折射率。二是在找到入射光線和折射光線以後,以入射點 0為圓心,以任意長為半 徑畫圓,分别與A0交于C點,與00 '(或00'的延長線)交于D點,過 CD兩點分别向NN作垂線,交NN于C、D',用直尺量出CC'和 DD'的長,折射率n=CC'/DD'。

用插針法測玻璃磚的折射率(測量玻璃磚的折射率)2

小結一下這個實驗一般主要考察誤差分析和數據處理,尤其是第二種數據處理方法。

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