Question

【題目】利用半圓形玻璃磚測量玻璃的折射率的實驗中，有兩位同學分別采用了下列方法：

①甲將半圓形玻璃磚放在鋪有白紙的水平面上，固定圓心轉軸，如圖1所示，用一束光線垂直于玻璃磚直徑平面，正對圓心入射，然后以圓心為轉軸在水平面內緩慢轉動半圓形玻璃磚，當觀察者在玻璃磚平面一側恰好看不到出射光線時，記錄玻璃磚轉過的角度為θ。則該玻璃磚的折射率n=__________。

②乙將半圓形玻璃磚放在鋪有白紙的水平面上，固定圓心轉軸，將直徑界面記錄在紙上，然后在弧面一側沿半徑方向插上兩顆大頭針，如圖2所示，為了完成實驗，還需要在直徑平面一側至少插上1顆大頭針，插大頭針時的要求是___________________________________。若在直徑一側插大頭針時，不小心碰動玻璃磚，使玻璃磚在圖中所示的位置上繞轉動軸逆時針轉過了一個小角度，實驗者沒有察覺，則實驗結果會使測得的折射率_______（填“偏大，或偏小、無影響）

Answer 1

【答案】 讓此大頭針恰好擋住入射光線上那兩顆大頭針的像 偏小

【解析】

①[1] 當剛轉過角時，觀察者在玻璃磚平面一側恰看不到出射光線，則光線從玻璃磚射向空氣時，發生了全反射，根據全反射公式可得

②[2] 確定大頭針的位置的方法是那兩大頭針的像，則這個大頭針必定在出射光線方向上．所以確定大頭針的位置的方法是讓此大頭針恰好擋住入射光線上那兩顆大頭針的像。

[3] 若在直徑一側插大頭針時，不小心碰動玻璃磚，使玻璃磚在圖中所示的位置上繞轉動軸逆時針轉過了一個小角度，導致光在直徑界面上的入射角偏大，折射角偏小，根據光的可逆原理，由折射率公式律可知，測得玻璃磚的折射率將偏小。