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测定玻璃的折射率

发布时间:2023-04-18 15:42:58

实验原理

用插针法确定光路,找出与入射光线相应的出射光线,就能在玻璃砖中画出对应的折射光线,从而可以测出一组对应的入射角和折射角,根据折射定律,便可求出玻璃的折射率。

实验步骤

1.把白纸用图钉钉在木板上。

测定玻璃的折射率

2.沿玻璃砖的一个面画一条线作为界面,过上一点作垂直于的直线作为法线,过点画一条入射光线,使入射角适当大些,如图所示。

3.在线上竖直地插两枚大头针、在白纸上放上被测玻璃砖,使玻璃砖的一个面与重合。

4.沿玻璃砖的另一侧面画一条直线。

5.在玻璃砖的一侧白纸上竖直地立一枚大头针,调整视线,同时移动大头针的位置,当恰好能同时挡住玻璃砖一侧所插的大头针、的像时,把大头针插好。

6.在玻璃砖一侧再竖直地插一枚大头针,使能挡住本身,同时也能挡住、的像。

7.记下、的位置,移去玻璃砖,拔去大头针,过、连一条直线交于点,连接,就是入射光线在玻璃砖内的折射光线,折射角为。

8.用量角器量出入射角和折射角的大小。

9.改变入射角,重复上面的步骤再做三、四次,量出相应的入射角和折射角。

测定玻璃的折射率

10.算出不同入射角时的值,求出几次实验中的平均值就是玻璃的折射率。

误差分析

1.玻璃砖移动。

2.玻璃砖的两个平行的折射面与两条平行轮廓线没完全重合。

注意事项

1.实验中,玻璃砖在纸上的位置不可移动。

2.不能用手触摸玻璃砖光洁面,更不能把玻璃砖当尺子用。

3.大头钉应竖直插在白纸上,且玻璃砖每一侧两枚大头针与间、与间的距离应适当大些,以减小确定光路方向时造成的误差。

4.实验中入射角不宜过小或过大,否则会使测量误差增大。

5.本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖,而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等,那么只要出射光线和入射光线不平行,同样能测出折射率。

实验器材

玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(枚)、量角器、直尺、铅笔。

测定玻璃的折射率

数据处理

1.平均值法:

计算出入射角不同时,入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值为,最后求出在几次实验中所测的平均值,即为玻璃砖的折射率。

2.图象法:

根据,有,在多次改变入射角,测量相对应的入射角和折射角并计算其正弦值的基础上,以为横轴,为纵轴,建立直角坐标系,如图所示。描点画线得到一条过原点的直线,求解图线的斜率,设斜率为,则,故玻璃砖折射率。

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