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15 测量玻璃砖的折射率

免费读1256字2024-07-22

  老师:各位同学大家好,今天是一节实验课,让我们把前面的学习内容运用到实际的生活实践中来,尝试测量一下玻璃砖的折射率。在开始精彩新课之前,让我们通过一个实际问题来做一下知识回顾。这是一块玻璃砖,透明并且形状非常规则,上下表面是平行的,黎树光以c太医的角度入射到玻璃砖的上表面,光线会如何传播?看照片,除了少量光在玻璃砖上表面发生了反射现象外,大部分光从空气进入到玻璃中发生了折射现象。当然,光从玻璃砖射出时会再次发生折射现象。

  老师:那经过了两次折射出射,光线的传播方向有什么特点?请你通过作图的方式来说明。现在请按下暂停键,在血案上画一下,我们发现其实出售光线与入售光线是平行的。一起来看图。光从空气进入到玻璃时,折射角小于入射角,然后光从玻璃射出时,折射角大于入射角。根据数学知识,这里的这个角也是c塔2,所以这个角是c塔1。出售光线与入售光线平行,可见单色光经过平行剥离后,传播方向不变,但就像这个样子一样,它发生了一个侧移,侧移了多少?折射率越大,光线就偏折的越厉害,这个侧移量也就越大了。

  老师:好,这些就是平行玻璃砖的特点。但我们不由得去想,这个玻璃砖它的折射率具体是多少?有没有办法利用我们现阶段的知识做一下测量?来,让我们一起做一下尝试。对于一个测量性实验,我们首先要确定的是实验原理,请大家回忆一下,你能想到哪些物理规律或者公式能用来计算折射率?方案比较单一,我们能想到的就是折射定律,n等于3C大1:3,c大2。当然也可以用光速在真空和玻璃砖中的速度相除来进行计算,但速度的测量显然不太容易实现,所以实验原理就是这个。因此我们需要测量出入射角和折射角。

  老师:那怎么测量器材的话,量角器就可以,但问题是我们如何确定并记录下来入寿光线和折射光线的位置,尤其是这个折射光线,它位于玻璃砖里面,我们直接去记录它的轨迹显然不太现实。那怎么办?有同学估计想到了我们可以利用出色光线,只要确定了入射点和出射点两点,确定一条直线,折射光线就确定了。那么下一个问题就是我们如何在实验中给出并记录下来入射光线和出射光线。可能很多同学脑海中有这么一个方案,给一束合适角度的激光,将其入射光线,出射光线描绘在它背后的白纸上,然后用量角器去测量角度就可以了,操作简单,并且非常容易改变入射角度。进行多次实验,拿这个方案到底行不行,当然是可以的,不过我们从实验现象的照片中也看到了,激光本身有一定的粗细,以及实验现象中的反射等其他现象的干扰,都会对实验的精度有一定影响。那除此之外,还有没有其他的实验方案?这节课老师想给大家介绍一种叫做插针法的实验方法,来确定入射光线和出射光线。那首先问大家一个问题,在这个位置放上一个大头针,记为P1,我们的眼睛位于玻璃砖的另外一侧,这个位置玻璃砖透明,请问你能看到那个大头针吗?肯定可以。那为什么能看到那个大头针?显然是有来自于大头针的光进入到了人的眼

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