高中 物理 演示实验 挑战难度 光的折射与波动

水槽的临界角的观察与记录

水槽 · 临界角 · 控制变量法

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以 水槽 为研究对象,用控制变量法观察并记录 临界角 的变化,探究它与其他因素的关系。

配套虚拟仿真:水槽的临界角的观察与记录(虚拟探究)

以 水槽 为研究对象,用控制变量法观察并记录 临界角 的变化,探究它与其他因素的关系。

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实验目的

  • 学会使用牛顿管、滑动变阻器测量(或观察)水槽 的 临界角。
  • 会用控制变量法研究影响 临界角 的因素,知道如何设置对照与重复实验。
  • 理解并归纳:光从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角时发生全反射。

实验原理

光从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角时发生全反射。

双缝干涉的条纹间距与光的波长成正比。

本实验以控制变量法为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 临界角 的变化来归纳规律。

关键公式 / 方程式 n = sin i / sin r,sin C = 1 / n,Δx = Lλ / d

实验器材

牛顿管
滑动变阻器
光电门
螺旋测微器
打点计时器
低压电源

实验步骤

1

准备器材

按实验要求选取并检查器材:牛顿管、滑动变阻器、光电门、螺旋测微器,确认完好可用。

2

设计对照

确定要研究的变量(如 液体的种类),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

3

进行实验

按方案操作,改变研究条件,观察并记录 水槽 的 临界角 的变化情况。

4

重复测量

每种条件至少重复 3 次,把现象和数据记录到表格中,保证结果可靠。

5

分析归纳

比较不同条件下 临界角 的差异,必要时画出图像,找出其中的规律。

6

得出结论

结合实验原理写出结论,并分析可能影响结果的误差来源。

实验现象

实验中 水槽 的 临界角 变化可以稳定地观察到,多次测量结果接近。

实验结论

结论

通过实验可以归纳出:光从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角时发生全反射。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

使用打点计时器要用规定的交流电源,电压不能过高。

电学实验要注意电压、电流不要超过仪表量程。

实验结束要及时断开电源,整理仪器。

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