逍遥右脑 2017-07-04 17:05
【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。
【目的和要求】
应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。
【仪器和器材】
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。
【实验方法】
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O2、O3处插两枚大头针，观察者应看到插在O1、O、O2、O3的四枚大头针在一直线上。
拔下大头针，标好插针点O1、O、O2、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5.1-2所示，延长OO′，以O为圆心，R(大于100毫米)为半径作圆，分别与入射光线O1O交于P，与折射光线OO′的延长线交于P′。过PP′作NN′的垂线，垂足分别为BB′，刚
sini=PB/R
sini′=P′B′/R
n=sini/sini′=PB/P′B′
用钢直尺测出PB及P′B′，代入上式即可计算出折射率。
根据图5.1-2，用上述两种方法测得的结果列在表中。
表 1
i
i′
n
PB
P′B′
n
45°
28°
1．51
80．7毫米
53．8毫米
1．50
【思考题】
1.为了提高实验的精度，减小误差，在图5.1-2中下面的哪种办法是可取的?
(1)增大插针O、O1之间的距离。
(2)减小插针O、O1之间的距离。
(3)适当增大入射角i。
(4)减小入射角i。
2.有同学认为实验时如所用玻、璃砖太厚，当入射角太大时，将会在玻璃砖第二个表面产生全反射，使实验无法进行。你认为这种说法正确吗?
3.如何测量半圆形玻璃砖的折射率。