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空气-玻璃间的折射

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实验目的

探究光束从空气射入玻璃时的折射现象。

实验原理

光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射。光的折射都是发生在两种介质的交界处,折射光进入到另一种介质中。其根本原因是光在两种不同的物质里传播速度不同。光从空气射入玻璃时,折射角小于入射角。

实验器材

序号

实验箱名称

器材名称

数量

备注

1

光学实验箱

光源灯箱

1

 

2

光学实验箱

1/2缝光栅板

1

 

3

光学实验箱

光学角度盘

1

 

4

光学实验箱

半圆型玻璃砖

1

 

5

光学实验箱

红黑香蕉导线

2

 

6

光学实验箱

黑色遮光板

3

 

7

 

移动式多功能电源

1

 

 

操作要点

使灯箱的窄光束,始终穿过在光盘中心处的透镜的圆心

灯箱移动时,透镜的位置不能改变

实验步骤

1把光盘放在桌子上,半圆型透镜放在光盘的垂直线上,且透镜圆心和光盘中心重合。在灯箱后端和两侧的插入挡光片,透镜前端槽中插入单缝挡片,把灯箱放在远离刻度盘大约1cm处。

一、在空气和玻璃范围之间窄光束的现象

1用导线连接灯箱到电源(12V AC),打开电源开关调节灯箱使窄光束沿着光轴垂直射入透镜,确保窄光束出射光与入射光经为一条直线,说明透镜的中心与刻度盘中心对齐了,如果不是一条直线,要调整好透镜的位置。

2调整灯箱位置,使窄光束以40°的入射角(光线与垂直线的夹角)射向透镜圆心处。仔细观察并记录窄光束从空气中射入透镜中的光路现象。

3、观察并记录窄光束从透镜中射出到空气中的光路现象比较并记录入射角和折射角的大小。

4、关掉电源开关。

二、测定入射角α和折射角β之间的关系

1、同实验一的装置一样,打开电源。

2、调节灯箱,使窄光束以10°入射角斜射入半圆型透镜圆心,读出折射角β,并计入表格。

3、分别以30°、45°、60°和75°入射角重复此过程,记录相应的折射角β。

4、再另外选择3个不同的入射角,在表格中记录相应的折射角β。

5、最后,使光束沿着0°光线入射到透镜,测量现在的折射角β,记录结果。

6、实验结束,切断电源。

结果与讨论

入射角α

折射角 β

10°

 

30°

 

45°

 

60°

 

75°

 

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