测定介质的折射率    教案

【重要知识提示】

    1．实验目的、原理

    (1)实验目的

    测定玻璃的折射率，掌握光发生折射时入射角和折射角的确定方法。

    (2)实验原理    。

    如图3-80所示，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O’B，确定出O’点，画出折射光线00’，然后测量出角α和β，根据计算玻璃的折射率。

  2．实验器材

  白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平

木板，长方形玻璃砖。

  3．实验步骤及调整安装

  (1)将白纸用图钉按在绘图板上。

  (2)在白纸上画出一条直线aa’作为界面

(线)，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，使它的长边跟aa’对齐，画出玻璃砖的另一边NN’

  (4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P₁、P₂，透过玻璃砖观察大头针P_l、P₂的像，调整视线方向，直到P₂档住P₁的像。再在观察的这一侧插两枚大头针P₃、P₄，使P₃档住P_l、P₂的像，P₄档住P₃及P₁、P₂的像，记下P₃、P₄的位置。

   (5)移去大头针和玻璃砖，过P₃、P₄所在处作直线O’B，与bb’交于0’，直线0’B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。

   (6)连接00’，入射角a=∠AON，折射角β=∠O'ON’。用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。

   (7)用上述方法分别求出入射角分别为30⁰、45⁰、60⁰时的折射角，查出它们的正弦值，填人表格中。

   (8)算出不同入射角时的比值面，最后求出在几次实验中所测面的平均值，即为玻璃砖折射率的测量值。

    4．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0’之间距离要稍大一些。

    (2)入射角a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光学面。更不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。

    (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5cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。

  5．数据处理及误差分析

 此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代人中求玻璃的折射率。除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：

    处理方式(1)：在找到人射光线和折射光线以

后，以入射点0为圆心，以任意长为半径画圆，分别

与AO交于C点，与00’(或00’的延长线)交于D

点，过C、D两点分别向NNl作垂线，交NN’于C’、

D’，用直尺量出CC’和DD’的长。如图3-81所示。

  由于， 

  而CO=DO

  所以折射率