資源簡介

(共16張PPT)
人教版（2019）物理選擇性必修一
4.1 光的折射（第二課時）
實驗：測量玻璃的折射率
學習目標
會測量玻璃等材料的折射率，通過實驗體會光線模型的建構過程。
通過實驗，理解光通過平行玻璃磚的光路規律，掌握在實驗中和處理數據時減小誤差的方法，并能夠對結果做出分析、解釋，形成結論。
經歷完整的實驗過程，加強對折射定律的理解。
能認真、完整、規范的完成實驗，養成嚴謹、求真的科學態度，具有一定的科學精神。
01
02
03
04
新課導入
s
如圖，有一光源S，斜射到空氣與玻璃磚的交界面，請同學們在學案上完成光線經玻璃磚兩次折射最終射出玻璃磚的光路示意圖。
實驗目的
測量玻璃的折射率。
用插針法確定光路。
實驗器材
軟木板
白紙
玻璃磚
大頭針
量角器
刻度尺
鉛筆
工字釘
實驗步驟
01
用工字釘將白紙固定在軟木板上；
02
在白紙上畫出aa′,再畫AO1；放上玻璃磚，直尺緊靠玻璃磚，取下玻璃磚，畫bb′；
03
放回玻璃磚，豎直插入大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察P1、P2的像，調整視線方向，直到二者重合。
04
用大頭針P3擋住P1和P2的像，豎直插入P3；用大頭針P4擋住P3 及P1、P2的像，豎直插入P4。
05
移去大頭針和玻璃磚，記錄P3及P4的位置，連接P3P4，做O2B
06
測量并記錄對應的入射角和折射角，改變入射角的大小，重復實驗五次。
操作時,手不能觸摸玻璃磚的光學面,更不能把玻璃磚界面當作尺子畫界線。
實驗時,應盡可能將大頭針豎直插在紙上
實驗過程中,玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。
01
02
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溫馨提示
進行實驗
數據收集
物理量 入射角i
（度） sin i 折射角r
（度） sin r 折射率n 平均值
1 20　 　 　 　 　
2 30　 　 　 　 　 3 40 　 　 　 　 4 50　 　 　 　 　 5 60 　 　 　 　
數據處理
度數 正弦值 度數 正弦值 度數 正弦值 度數 正弦值
10 0.174 17 0.292 24 0.407 31 0.515
10.5 0.182 17.5 0.301 24.5 0.415 31.5 0.522
11 0.191 18 0.309 25 0.423 32 0.530
11.5 0.199 18.5 0.317 25.5 0.431 32.5 0.537
12 0.208 19 0.326 26 0.438 33 0.545
12.5 0.216 19.5 0.334 26.5 0.446 33.5 0.552
13 0.225 20 0.342 27 0.454 34 0.559
13.5 0.233 20.5 0.350 27.5 0.462 34.5 0.566
14 0.242 21 0.358 28 0.469 35 0.574
14.5 0.250 21.5 0.367 28.5 0.477 35.5 0.581
15 0.259 22 0.375 29 0.485 36 0.588
15.5 0.267 22.5 0.383 29.5 0.492 40 0.643
16 0.276 23 0.391 30 0.5 50 0.766
16.5 0.284 23.5 0.399 30.5 0.508 60 0.866
多次測量求平均值
數據處理
圖像法
a
a’
b
b’
O1
O2
A
i
r
數據處理
單位圓法
B
E
F
G
H
誤差分析
入射光線、出射光線確定的準確性造成誤差,故在入射側和出射側所插兩枚大頭針的間距應大一些。
入射角和折射角的測量造成誤差。入射角應適當大一些,可以減小測量的相對誤差。
玻璃磚的寬度可以適當寬些，可以減小測量誤差。
總結評估
01
02
03
實驗誤差主要來源
數據處理方法
實驗原理和步驟
插針法
測量誤差
平均值法
圖像法
單位圓法
學習評價
某實驗小組用“插針法”測玻璃的折射率，如圖甲所示。
(1)甲同學在實驗中多次改變入射角，測出多組相關角度 、 ，作出 的圖像，如圖乙所示，則此玻璃磚的折射率為 n= ；
(2)乙同學手頭有圓規和刻度尺但沒有量角器，在完成了光路圖以后，以O點為圓心，OA為半徑畫圓，交OO’延長線于C點，過A點和C點作垂直法線的垂線，與法線的交點分別為B點和D點，如圖丙所示．用刻度尺測得AB的長度為x1,CD的長度為x2,則玻璃磚的折射率n= （用測量的字母表示）。為了減小x1、x2測量的相對誤差，數據處理過程中畫圓時半徑盡量 （填“大”或“小”）一些。
深入探究
在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，甲、乙、丙、丁四位同學在紙上畫出的界面aa’、bb’與玻璃磚位置的關系分別如圖甲、乙、丙、丁所示，其中甲、乙同學用的是矩形玻璃磚，丙、丁同學用的是梯形玻璃磚。他們的其它操作均正確，且均以aa’、bb’為界面畫光路圖。則
甲
乙
丙
丁
甲同學測得的折射率與真實值相比 ；乙同學測得的折射率與真實值相比 ；丙同學測得的折射率與真實值相比 ；丁同學測得的折射率與真實值相比 。（以上各空均填“偏大”、“偏小”、“不變”或“三種情況都有可能出現”）
實踐作業
01
02
利用科學計算器對今天的實驗數據進行修正；
有條件的同學，利用計算機擬合sini-sinr圖像，得出函數表達式。

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