Question

1．在測定玻璃磚折射率的實驗中：
（1）某同學實驗插針的步驟如下：
A．在表示入射光線的AO上插上大頭針P₁．P₂；
B．通過玻璃磚觀察P₂．P₁，調整視線，直到P₁的像被P₂的像擋住；
C．在觀察一側插上大頭針P₃．P₄，記下P₃．P₄的位置．
這位同學在操作中有什么重要疏漏？插針時應使P₃擋住P₁和P₂的像，P₄擋住P₁、P₂、P₃的像．
（2）以通過P₁．P₂的直線與玻璃磚的交點O為圓心，以某一適當長度R為半徑畫圓，與OA交與P，與OO′的延長線交與Q，如圖所示，從P．Q分別作玻璃磚界面的法線NN′的垂線，圖中P′．Q′分別為垂足，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm，求玻璃磚的折射率為1.5．

Answer 1

分析 （1）測定玻璃折射率的實驗原理是折射定律，關鍵是確定出射光線，其方法是：插針時應使P₃擋住P₁和P₂的像，P₄擋住P₁、P₂、P₃的像．P₃和P₄的連線表示出射光線．這一重要不能遺漏．
（2）根據幾何知識求出入射角與折射角的正弦，即可求得折射率．

解答 解：（1）這位同學在操作中的重要疏漏是：插針時應使P₃擋住P₁和P₂的像，P₄擋住P₁、P₂、P₃的像．
（2）設光線在玻璃磚上表面的入射角為i，折射角為r．
根據數學知識得：sini=$\frac{PP′}{R}$，
sinr=$\frac{QQ′}{R}$
則折射率為n=$\frac{sini}{sinr}$=$\frac{PP′}{QQ′}$=$\frac{45mm}{30mm}$=1.5；
故答案為：（1）插針時應使P₃擋住P₁和P₂的像，P₄擋住P₁、P₂、P₃的像； （2）1.5．

點評 幾何光學問題，要明確光路圖，依據折射定律求解．本實驗運用單位圓法測量折射率，要理解其數學原理，掌握數據處理的方法．