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。
1.把白纸用图钉钉在木板上。
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。
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。
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。
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。
玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(枚)、量角器、直尺、铅笔。
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。