北 京 四 中
编稿老师：王运淼 审稿老师：陈素玉 责 编：郭金娟
高中物理实验（三）
光学实验
测定玻璃的折射率
[实验目的]
测定玻璃的折射率
[实验原理]
如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而求出折射光线OO'和折射角r，再根据
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算出玻璃的折射率。
[实验器材]
一块两面平行的玻璃砖，一张白纸，木板一块，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺，铅笔等
[实验步骤]
1．把白纸铺在木板上。
2．在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线NN'，并画一条线段AO作为入射光线。
3．把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃砖的另一边bb'。
4．在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。
5．从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。
6．移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'，OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角，∠O'ON'为折射角。
7．用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入
记录表
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格里。
8．用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。
9．算出不同入射角时 的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的 的平均值，就是这块玻璃的折射率。
[注意事项]
1．轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用。
2．实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置放好后就不可移动。
3．插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。
4．实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像。
5．本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出其折射率。
[例题]
1．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路如图1所示，对实验中的一些具体问题，下列意见正确的是
A．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．为减少测量误差，P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应尽量大些
C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
D．若P1、P2连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P1、P2的像
答案
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：A
2．某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以O点为圆心，10.00cm长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交O、O'连线延长线于C点。过A点作法线NN'的垂线AB交NN'于B点，过C点作法线NN'的垂线CD交于NN'于D点，如图2所示，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm。由此可得出玻璃的折射率n=________。
答案：1.50，由图可知：sin∠i=sin∠AOB=AB/OA，sin∠r=sin∠COD=CD/OC，
在这OA=OC=R=10.00cm，CD=4.00cm，AB= ，代入解得：n=1.50
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