五、数据处理
处理方式一:在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OO′(或OO′的延长线)交于D点,过C、D两点分别向NN′作垂线,交NN′于C′、D′,用直尺量出CC′和DD′的长,如图甲所示。
由于sin θ1=,sin θ2=,
而CO=DO,所以折射率n==。
重复以上实验,求得各次折射率的计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。
处理方式二:根据折射定律可得n=,
因此有sin θ2=sin θ1。
在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上,以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标,建立直角坐标系如图乙所示,描数据点,过数据点连线得到一条过原点的直线。
求解图线斜率,设斜率为k,则k=,故玻璃砖折射率n=。
六、注意事项
(1)实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。
(2)入射角θ1应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。
(3)在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。
(4)在实验过程中,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。
七、实验误差
(1)入射光线和出射光线确定的不够精确。因此要求插大头针时两大头针间距应稍大。
(2)入射角、折射角测量的不精确。为减小测角时的相对误差,入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱。