第3讲 实验：测定玻璃的折射率
一、实验目的
1．测定玻璃的折射率。
2．学会用插针法确定光路。
二、实验原理
如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1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O′B，从而求出折射光线OO′的折射角θ2，再根据n＝或n＝算出玻璃的折射率。
三、实验器材
玻璃砖，白纸，木板，大头针，图钉，量角器(或圆规)，三角板，铅笔。
四、实验步骤
1．把白纸用图钉钉在木板上。
2．在白纸上画出一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′(如图所示)。
3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一界面bb′。
4．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2。
5．在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察并调整视线，使P3能同时挡住P1和P2的像。
6．同样的，在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像。
7．记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。
8．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数。
9．从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里。
10．用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里。
11．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，求出几次实验中所测的平均值，这就是玻璃的折射率。
五、注意事项
1．实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间、P3和P4之间距离要稍大一些。
2．入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太小(接近0°)。太大：反射光较强，折射光较弱；太小：入射角、折射角测量的相对误差较大。
3．操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。
4．实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。
5．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)
1．测定玻璃的折射率的实验中只能用两面平行的玻璃砖，用棱镜不能测定玻璃的折射率。(×)
2．两面平行的玻璃砖厚度适当大些，测量的误差较小。(√)
