Question

2．“測定玻璃的折射率”的實驗中，在白紙上放好玻璃磚，aa'和bb'分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖所示．在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針P₁和P₂，用“+”表示大頭針的位置，然后在另一側透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P₃和P₄．
（1）在插P₃和P₄時，應使BD（選填選項前的字母）．
A．P₃只擋住P₁的像
B．P₃同時擋住P₁、P₂的像
C．P₄只擋住P₂的像
D．P₄同時擋住P₃及P₁、P₂的像
（2）對實驗中的一些具體問題，下列說法正確的是AB（選填選項前的字母）．
A．為了減少作圖誤差，P₃和P₄的距離應適當取大些
B．為減少測量誤差，P₁、P₂的連線與法線的夾角應適當大些
C．若P₁、P₂的距離較大時，通過玻璃磚會看不到P₁、P₂的像
D．若P₁、P₂連線與法線夾角較大時，有可能在bb'面發生全反射，所以在bb'一側就看不到P₁、P₂的像．

Answer 1

分析 根據實驗的原理，連接P₁、P₂表示入射光線，連接P₃、P₄表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點，即為折射光線，才能作出光路圖；
P₁、P₂及P₃、P₄之間的距離適當大些，這樣引起的角度的誤差較小，可提高精度．入射角θ₁盡量大些，折射角也會大些，角度的相對誤差會減小．根據光路可逆性原理可知，折射光線不會在玻璃磚的內表面發生全反射．

解答 解：（1）根據實驗的原理，連接P₁、P₂表示入射光線，連接P₃、P₄表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點，即為折射光線．實驗的過程中，要先在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針P₁和P₂，然后在玻璃磚另一側觀察，調整視線使P₁的像被P₂的像擋住，接著在眼睛所在一側相繼又插上兩枚大頭針P₃、P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像，使P₄擋住P₃和P₁、P₂的像．故AC錯誤，BD正確．
（2）A、實際點有大小，故為了減少作圖誤差，P₃和P₄的距離應適當取大些，故A正確；
B、為了減小測量的誤差，入射角應適當大一些，則P₁、P₂的連線與玻璃磚界面的夾角適當小一些，故B正確；
C、根據光路可逆性原理可知，光線一定會從下表面射出，折射光線不會在玻璃磚的內表面發生全反射，則即使P₁、P₂的距離較大，通過玻璃磚仍然可以看到P₁、P₂的像，故C錯誤；
D、由幾何知識可知，光線在上表面的折射角等于下表面的入射角，根據光路可逆性原理可知，光線一定會從下表面射出，折射光線不會在玻璃磚的下表面發生全反射．故D錯誤；
故答案為：（1）BD；（2）AB．

點評 作插針法測定玻璃折射率的實驗原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，根據實驗原理可知在插上兩枚大頭針P₃、P₄時，要使P₃擋住P₁、P₂的像，使P₄擋住P₃和P₁、P₂的像．
用插針法測定玻璃磚折射率時，大頭針間的距離和入射角都應適當大些，可減小角度引起的相對誤差，提高精度．