师：好，同学们，我们今天来学习“测定玻璃的折射率”这个实验。这个实验有两个目的，第一个目的是理解用插针法测定玻璃折射率的原理，第二个目的是学会测定玻璃折射率的实验方法。我们带着这两个目的来研究这个实验。

　　这个实验的设计原理是这样的：当光线 AOE 以一定的入射角θ?穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 AO 对应的出射光线 O?B，从而确定折射光线 O?O?。折射光线与法线的夹角θ?就是折射角。再根据折射定律，n = sinθ?（入射角的正弦）÷ sinθ?（折射角的正弦），就可以算出玻璃的折射率。

　　整个实验的关键在于确定θ?和θ?，而确定θ?的关键是找出折射光线 O?O?，要找出 O?O?，关键又在于确定 O?这个点。接下来我们看看实验需要哪些器材以及有哪些步骤。大家仔细看这段视频。

　　首先准备实验器材：木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔。把白纸平铺在木板上，用图钉在四个角固定，尽量将白纸展开。

　　实验步骤如下：

　　步骤一：用图钉把白纸固定在木板上。用铅笔和直尺画出入射界面 aA'E'，画出法线 A'O?，对应一撇交点为 O?。

　　步骤二：在白纸上画一条直线 a a'，画射线 A'n 与直线 a a'的交点为 O?，画出入射光线 AOE。把玻璃砖放在白纸上，使玻璃砖的一边与 a a'界面对齐，在另一边取两点，千万不能以玻璃砖为尺画出出射界面 BB'，找好两点之后移走玻璃砖，作出出射界面 BB'。

　　步骤三：画出线段 AOE 作为入射光线，在白纸上放上玻璃砖，使玻璃的一条长边与直线 a a'对齐，并画出另一条长边的对齐线 b b'，放上玻璃砖，插上大头针 P?，P?一定要与纸面垂直，再插上大头针 P?，并标上 P?、P?。

　　步骤四：放上玻璃砖，对齐直线 a a'和直线 b b'。在 AOE 上插上 P?、P?两根大头针，调整角度，使 P?和 P?的像重叠。插入 P?，使 P?挡住 P?、P?的像，再插入 P?，使 P?挡住 P?，同时挡住 P?和 P?的像，标记好 P?的位置。

　　步骤五：眼睛在 BB'一侧，透过玻璃砖观察两根大头针，并调整视线方向，使 P?的像被 P?的像挡住，然后在这一侧插上大头针 P?，使 P?挡住 P?、P?的像，再插上 P?，使 P?挡住 P?和 P?、P?的像。移走 P?、P?、P?大头针，标注出射光线 O?B，连接 O?O?，标出光线方向。

　　步骤六：移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针 P?的针孔位置确定出射光线 O?B 以及出射点 O?，连接 O?、O?得直线 O?O?，确定入射角 i 和折射角 r，用量角器量出 i 和 r 的大小，代入公式 n = sin i÷sin r 就可以求出玻璃的折射率。

　　步骤七：用量角器测量入射角 i 和折射角 r，查出其正弦值 sin i 和 sin r，代入公式 n = sin i÷sin r 求出 n 值。在整个实验操作过程中，可以选择多个入射角，多次测量，最终算出 n 的平均值。

　　实验数据得到后，常见的数据处理方法有以下三种：

　　第一种方法，计算法。用量角器测量出锐角θ?和钝角θ?，并查取其正弦值 sinθ?和 sinθ?，算出不同入射角时的 sinθ?÷sinθ?，即求出玻璃的折射率。多次测量取得多组 n 值，求 n 的平均值。

　　第二种方法，做 sinθ? - sinθ? 的图像。改变不同的入射角θ?，测出不同的折射角θ?，作 sinθ? - sinθ? 图像。由 n = sinθ?÷sinθ? 可知图像应该为直线，直线的斜率就是折射率。做这条直线要遵循以下原则：一、让尽可能多的点在这条直线上；二、不在线上的点均匀分布在线的两侧；三、如有一个点离线段特别远，此点是错误点，应当舍去。

　　第三种方法，单位圆法。以入射点 O 为圆心，以一定的长度 r 为半径画一个圆。圆与入射光线交于 E 点，与折射光线交于 E?'点，作出 EH 和 E?'H?'两条垂线。那么 sinθ? = EH÷OE，sinθ? = E?'H?'÷OE?'，这里 OE 和 OE?'都是半径。所以 sinθ?÷sinθ? 就等于 EH÷E?'H?'，也就是说计算 n 的大小，不需要测量θ?、θ?这两个角度，只用刻度尺测量 EH 的长度和 E?'H?'的长度就可以算出 n 的大小。

　　这个实验在操作过程中有几点注意事项：

　　第一，用手拿玻璃砖的时候，手指不能接触玻璃砖光洁的光学面，可以接触毛面，严禁把玻璃砖当尺来画出 BB'。刚才在视频操作中，是取两个点，然后移走玻璃砖画出这条线的。