插針法測水的折射率

王麗珍

摘 要：物理實驗教學具有很強的科學性和技巧性。實驗課的教學目的不是單純地去驗證某個規律或定律，而是通過實驗教學拓展學生的視野，開啟學生思維方式，培養學生的動手、動腦和解決問題的能力，這在實施素質教育的過程中顯得尤其重要。

關鍵詞：物理實驗;演示實驗;分組實驗

魯科版選修3-4，第四章光的折射和全反射，第1節光的折射定律教材中實驗探究——探究折射角與入射角的關系。

筆者在實際教學過程中，發現該實驗存在不足，首先：該實驗器材中的光源用到激光發射器，由于激光發射器價位相對比較高，一般學校配備的激光發射器不多，如果將激光發射器改成激光筆，由于激光筆產生的光會聚性不好，測量角度的時候誤差比較大。所以該實驗無法實現學生分組實驗只能是演示實驗。其次在演示的過程中教室前幾排同學能看得到，后幾排同學看不清。在演示實驗教學的過程中，學生的參與程度較低，對光的折射定律理解不夠深刻，對于折射率只由介質決定，與入射角和折射角無關感受不深。

在實際教學之后，筆者反復思考一個問題，能不能改進實驗方案，在實驗器材允許的條件下將演示實驗改為學生分組實驗，讓學生真正參與到折射定律得出的過程，培養學生的動手、動腦和解決問題的能力。在用插針法測玻璃磚折射率的啟示下，筆者想出了用插針法測液體折射率的方法。現將插針法測量液體折射率的方法介紹如下，望大家提出寶貴意見。

實驗器材：泡沫板，大頭針，量角器，燒杯

原理：在泡沫板上畫一條水平的直線，表示空氣和水的界面，然后畫出法線，與界面相交于O點，畫出一條折射光線，將兩枚大頭針T1、T2垂直插在泡沫板所畫的折射光線上，插上大頭針T3，使T3擋住T1、T2的像，那么T3與T1、T2在同一條光路上，連接O，T3為入射光線。

實驗步驟：

1.畫出表示水與空氣分界面的水平線、法線和某一角度的折射光線，將兩枚大頭針T1、T2垂直插在泡沫板所畫的折射光線上。

2.將泡沫板豎直放入燒杯中，然后緩慢向杯內注水至水面與確定的界面一致。

3.在入射區域內觀察，調整視線使T1、T2的像在一條直線上。

4.插上大頭針T3，使T3擋住T1、T2的像。

5.連接O，T3為入射光線

6.用量角器測量相應的入射角，填入表格中

數據處理：

注意事項：

1.泡沫板要豎直放入水中。

2.大頭針要豎直插在泡沫板上，且兩枚大頭針之間的距離要盡量大些，以減小確定光路時帶來的影響。

3.折射角不能太大，否則找不到相應的入射光線。

4.確保T3與T1、T2的像在同一條直線上。

誤差分析：

1.入射光線確定的準確性造成誤差，T3與T1、T2的像沒有嚴格在一條直線上。

2.入射角和折射角的測量造成誤差，故折射角應適當大些，以減小測量的相對誤差，但是折射角不能超過48.80，否則在水面上方看不到T1、T2的像。

插針法測水的折射率實驗特點1.材料易找，制作簡單易行，在實際教學過程中可以實現分組實驗。2.實驗操作方便、快捷，實驗過程占用的時間不多，在新課教學的過程中，讓學生親自動手實驗，拓展學生的視野，開啟學生思維方式，培養學生的動手、動腦和解決問題的能力。3.插針法測水的折射率與插針法測玻璃磚折射率實驗原理相同，因此在該實驗對后續學習插針法測玻璃磚折射率有很大的幫助。

參考文獻

[1]魯科版《物理選修3-4》

[2]《測定玻璃磚的折射率》