物理实验方案--玻璃折射率的测定.doc

物理实验方案--玻璃折射率的测定 ，物理实验。
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玻璃折射率的测定
一、实验任务：测定玻璃折射率
二、要求：实验前认真查阅资料，要求设计6种以上测量方法，画出相应的原理图，写出实验设计方案。

三、实验方案 ㈠作图法测玻璃的折射率 "插针法"测玻璃的折射率是中等物理教学中传统的实验方法，由于大头针有一定粗细，在不太长的距离内其粗细无法忽略，加之插针时由于木板或桌面较硬，难以保证针与纸面垂直，常常产生针位偏移，这将直接影响观测的准确性，导致实验结果误差较大。
受教学参考读物的启示，现提出作图法供参考。
实验器材 玻璃砖、三角板、圆规、铅笔、白纸。
实验步骤
1．在白纸上画直线作入射界面，如图1所示，过上的一点作界面的法线，并画有向线段作入射线，则为入射角；
2．将玻璃砖放在纸上，使其一边与界面重合，再在玻璃砖另一侧放一三角板，使三角板的一个角紧靠玻璃砖的另一界面，透过三角板的边观察入射线，并调整三角板位置使边与线起来成一条直线，如图1所示，用铅笔尖记下角的顶点位置，移走玻璃砖作有向线段，即为在玻璃砖中的折射线，折射角，如图2所示：
3．以为圆心，单位长为半径，用圆规作单位圆交的延长线于，用三角板过作的垂线交于，如图3所示，则长度就是玻璃的折射率的数值。
实验结果分析 ∵，又，∴。
作图法所用材料学生可自备，学校仅提供玻璃砖即可，对基层学校可在教室中完成实验，又可免去查表与计算。
㈡插针法 实验原理：光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。
由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径，而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径，从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i和在玻璃砖内的折射角i′，由n＝sini／sini′即能求出玻璃的折射率。
实验仪器：玻璃砖（J2506型），钢直尺，大头针，量角器或圆规，图板，图钉或透明胶带，白纸或坐标纸。
实验步骤：　
1．插针 　　将一张八开的白纸或坐标统，平铺在绘图板上，用图钉或透明胶带固定，玻璃砖平放在纸中央。
取一枚大头针，紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近，垂直插牢在图板上。
插针点为O点，取
第二枚大头针，垂直插在O点左上方的O1点。
实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD的下方，沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针，移动观察位置，使两枚大头针位于一直线上。
然后在玻璃砖下底面CD的下方，沿着O1O的方向再在点O
2、O3处插两枚大头针，观察者应看到插在O
1、O、O
2、O3的四枚大头针在一直线上。
　　拔下大头针，标好插针点O
1、O、O
2、O3。
笔尖贴紧玻璃砖画下它的轮廓线AECD，如图
5．1－1所示。
　　
2．作图 　　取走玻璃砖，连直线O1O、O2O3，延长O3O2交DC边干O′，连OO′。
过点O作AE的垂线NN′，则O1O为入射光线，OO′为折射光线，ON为法线，∠O1ON为入射角i，∠O′ON′为折射角i′，如图
5．1－2所示。
　　
3．测量计算 　　根据图
5．1－2，有两种计算折射率的方法。

（1）用量角器在图
5．1－2上量出入射角i及折射角i′，代入折射定律公式n＝sini／sini′计算出折射率n。

（2）如图5