Question

測定玻璃折射率的實驗中（1）某同學做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和P₂B．通過玻璃磚觀察P₁和P₂，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和P₄，并記下P₃和 P₄的位置．這位同學在操作中有重要疏漏：

 

（2）以通過P₁P₂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交于P，于OO′的延長線交于Q，從P和Q分別做玻璃磚界面的法線NN′的垂線，P′和Q′分別為垂足，如圖所示，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm．該玻璃磚的折射率為

 

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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=

PP′

R

，sinr=

QQ′

R

則折射率為n=

sini

sinr

=

PP′

QQ′

=

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；