4.2 实验探究：测定玻璃的折射率

[实验目的]

　　测定玻璃的折射率

[实验器材]

　　①平木板1块 ②白纸3张 ③玻璃砖1块 ④大头针4枚 ⑤图钉4个 ⑥量角器 ⑦直尺 ⑧铅笔(点拨：玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差增大。)

[实验原理]

　　根据折射定律和折射率的定义

[实验步骤]

1. 如图1-1所示，在用4个图钉钉好的白纸上画一条直线aa′作为界面。

2. 过aa′上的一点O画出界面的法线MN。

3. 过O点画一条射线AO作入射光线。

点拨：入射角i应在15°75°范围内取值，若入射角i过大。则由大头针P1、P2射入玻璃中的光线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P3、P4。

若入射角i过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AO时要使入射角i适中。

4. 在射线AO上插上两枚大头针P1、P2。

（5）把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边跟aa′bb′两条线准确地落在玻璃砖的两个平行的折射画里，这样，由作图画出的入射光线AO、出射光线EF与aa′、bb′的交点O、E才能与光线的实际入射点相符，否则将使画出的玻璃中折射光线的光路与实际偏离，因此作图时要用细芯铅笔。

（6）在观察的这一侧即光线的出射面bb′一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像，记下P3、P4的位置。

点拨：上面所说大头针挡住大头针的像是指"沉浸"在玻璃砖里的那一截，不是看超过玻璃砖上方的大头针针头部分，即顺P3、P4的方向看眼前的直线P3、P4和玻璃砖后的直线P1、P2的虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。

大头针P2、P3的位置应靠近玻璃砖，而P1和P2、P3和P4应尽可能远些，针要垂直纸面，这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。

（7）移去玻璃砖连接P3、P4并延长交bb′于E，连接OE即为折射光线，入射角i=∠AOM，折射角γ=∠EON。

（8）改变入射角i，重复实验步骤，列表记录相关的测量数据，计算每次的折射率n求出平均值ˉn。

[实验记录]

点拨（1）：测入射角和对应的折射角，有人将入射角i用三角板画出特殊角度30°、45°、60°，因取值范围在15°75°之间是可以的，但折射角的数值还是需要量角器来测量。

延长线上截取等长的线段GO和OC，为了减小误差，这线段应尽量大于10厘米，过G、G分别作法线MN的垂线GD和BC，用毫米刻度尺量出GD和BC的长度，则折射率n=GD/BC。