4.1 光的折射 学案 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

第四章 光
第1节 光的折射
知识点1反射定律和折射定律
［生活实例］在初中我们学习了光的直线传播定律和光的反射现象及反射定律，知道我们看镜子中的自己的发型，通过平静的水面看到太阳的倒影等等，都是光的反射现象，是根据反射定律来研究的。人玻璃砖时的折射光线，于是就能量出人射角、折射角。根据折射定律，便可求出玻璃的折射率。
2、实验器材
白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，木板，玻璃砖。
③实验步骤
（1）将白纸用图钉固定在木板上。
（2）在白纸上画出一条直线作为界面（线），过aa＇上的一点O画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线。
（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟对齐，画出玻璃砖的另一边
（4）在直线AO上竖直插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，调整视线方向直到的像挡住的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针、，使挡住、的像，挡住及、的像，记下、的位置。
（5）移去大头针和玻璃砖，过、所在处作直线与交于，直线就代表了沿AO方向人射的光线通过玻璃砖后的传播路径。
（6）连接，人射角，折射角。用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在表格中。
（7）用上述方法求出人射角分别为30°、40°、45°、50°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填人表格中。
测量数据组
入射角
折射角
1
2
3
4
5
（8）算出不同入射角时的比值最后求出在几次实验中所测的平均值，即玻璃砖的折射率。
4、注意事项
（1）玻璃砖要厚；
（2）入射角应适当大一些，应在30°到60°之间；
（3）大头针的间距应稍大些且要插得竖直；
（4）玻璃砖的折射面要画准确，操作时手不能接触玻璃砖的光滑面，更不能把玻璃砖当尺子画界面。
5、实验数据处理
计算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均值，即玻璃砖的折射率。
6、实验误差分析
（1）误差来源
本实验误差的主要来源是测量光在玻璃中的折射角的误差。
（2）减小误差的方法
①选用宽度ab较大的玻璃砖，宜在5cm以上，若宽度太小则测量误差较大。
②入射角宜在30°～60°范围内取值。
③在纸上画、两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样，两交点、才能与光 线的实际入射点较好地相符，否则将使画出的玻璃中的光路与实际情况严重偏离。
例题：
1、某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆，圆心为O，将玻璃圆柱平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃的一侧插两枚大头针P1和P2，在另一侧先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上，移去玻璃圆柱和大头针后，在白纸上得到如图所示的图，在图中画出：
（1）沿P1、P2连线方向的入射光线通过玻璃砖的传播方向；
（2）光线在玻璃内的传播方向．
（3）在光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r．
（4）写出计算玻璃折射率的公式（不必计算） ．
2、用三棱镜做测定玻璃折射率的实