Question

【題目】用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3以及P1和P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓，如圖甲所示，其中O為兩圓弧圓心，圖中已畫(huà)出經(jīng)過(guò)P1、P2點(diǎn)的入射光線．

(1)在圖上補(bǔ)畫(huà)出所需的光路．

(2)為了測(cè)出玻璃的折射率，需要測(cè)量入射角和折射角，請(qǐng)?jiān)趫D中的AB分界面上畫(huà)出這兩個(gè)角．

(3)用所測(cè)物理量計(jì)算折射率的公式為n＝________.

(4)為了保證在弧面CD得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)________(填“小一些”、“無(wú)所謂”或“大一些”)．

(5)多次改變?nèi)肷浣牵瑴y(cè)得幾組入射角和折射角，根據(jù)測(cè)得的入射角和折射角的正弦值，畫(huà)出了如圖乙所示的圖象，由圖象可知該玻璃的折射率n＝________.

Answer 1

【答案】(1)見(jiàn)解析圖 (2)見(jiàn)解析圖

(3) (4)小一些 (5)1.5

【解析】(1)連接P3、P4與弧CD交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)即為光線從玻璃磚中射出的位置，由于P1、P2的連線與弧AB的交點(diǎn)即為光線進(jìn)入玻璃磚的位置，連接兩交點(diǎn)即可作出玻璃磚中的光路，如圖所示．

(2)連接O點(diǎn)與光線在AB面上的入射點(diǎn)即為法線，作出入射角和折射角如圖中i、r所示．

(3)由折射定律可得n＝.

(4)為了保證能在弧面CD上有出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB上的入射角應(yīng)適當(dāng)小一些，才不會(huì)使光線在CD面上發(fā)生全反射．

(5)圖象的斜率k＝＝n，由題圖乙可知斜率為1.5，即該玻璃的折射率為1.5.