插针法测水的折射率

王丽珍

摘 要：物理实验教学具有很强的科学性和技巧性。实验课的教学目的不是单纯地去验证某个规律或定律，而是通过实验教学拓展学生的视野，开启学生思维方式，培养学生的动手、动脑和解决问题的能力，这在实施素质教育的过程中显得尤其重要。

关键词：物理实验;演示实验;分组实验

鲁科版选修3-4，第四章光的折射和全反射，第1节光的折射定律教材中实验探究——探究折射角与入射角的关系。

笔者在实际教学过程中，发现该实验存在不足，首先：该实验器材中的光源用到激光发射器，由于激光发射器价位相对比较高，一般学校配备的激光发射器不多，如果将激光发射器改成激光笔，由于激光笔产生的光会聚性不好，测量角度的时候误差比较大。所以该实验无法实现学生分组实验只能是演示实验。其次在演示的过程中教室前几排同学能看得到，后几排同学看不清。在演示实验教学的过程中，学生的参与程度较低，对光的折射定律理解不够深刻，对于折射率只由介质决定，与入射角和折射角无关感受不深。

在实际教学之后，笔者反复思考一个问题，能不能改进实验方案，在实验器材允许的条件下将演示实验改为学生分组实验，让学生真正参与到折射定律得出的过程，培养学生的动手、动脑和解决问题的能力。在用插针法测玻璃砖折射率的启示下，笔者想出了用插针法测液体折射率的方法。现将插针法测量液体折射率的方法介绍如下，望大家提出宝贵意见。

实验器材：泡沫板，大头针，量角器，烧杯

原理：在泡沫板上画一条水平的直线，表示空气和水的界面，然后画出法线，与界面相交于O点，画出一条折射光线，将两枚大头针T1、T2垂直插在泡沫板所画的折射光线上，插上大头针T3，使T3挡住T1、T2的像，那么T3与T1、T2在同一条光路上，连接O，T3为入射光线。

实验步骤：

1.画出表示水与空气分界面的水平线、法线和某一角度的折射光线，将两枚大头针T1、T2垂直插在泡沫板所画的折射光线上。

2.将泡沫板竖直放入烧杯中，然后缓慢向杯内注水至水面与确定的界面一致。

3.在入射区域内观察，调整视线使T1、T2的像在一条直线上。

4.插上大头针T3，使T3挡住T1、T2的像。

5.连接O，T3为入射光线

6.用量角器测量相应的入射角，填入表格中

数据处理：

注意事项：

1.泡沫板要竖直放入水中。

2.大头针要竖直插在泡沫板上，且两枚大头针之间的距离要尽量大些，以减小确定光路时带来的影响。

3.折射角不能太大，否则找不到相应的入射光线。

4.确保T3与T1、T2的像在同一条直线上。

误差分析：

1.入射光线确定的准确性造成误差，T3与T1、T2的像没有严格在一条直线上。

2.入射角和折射角的测量造成误差，故折射角应适当大些，以减小测量的相对误差，但是折射角不能超过48.80，否则在水面上方看不到T1、T2的像。

插针法测水的折射率实验特点1.材料易找，制作简单易行，在实际教学过程中可以实现分组实验。2.实验操作方便、快捷，实验过程占用的时间不多，在新课教学的过程中，让学生亲自动手实验，拓展学生的视野，开启学生思维方式，培养学生的动手、动脑和解决问题的能力。3.插针法测水的折射率与插针法测玻璃砖折射率实验原理相同，因此在该实验对后续学习插针法测玻璃砖折射率有很大的幫助。

参考文献

[1]鲁科版《物理选修3-4》

[2]《测定玻璃砖的折射率》