Question

1．在测定玻璃砖折射率的实验中：
（1）某同学实验插针的步骤如下：
A．在表示入射光线的AO上插上大头针P₁．P₂；
B．通过玻璃砖观察P₂．P₁，调整视线，直到P₁的像被P₂的像挡住；
C．在观察一侧插上大头针P₃．P₄，记下P₃．P₄的位置．
这位同学在操作中有什么重要疏漏？插针时应使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₁、P₂、P₃的像．
（2）以通过P₁．P₂的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交与P，与OO′的延长线交与Q，如图所示，从P．Q分别作玻璃砖界面的法线NN′的垂线，图中P′．Q′分别为垂足，用刻度尺量得PP′=45mm，QQ′=30mm，求玻璃砖的折射率为1.5．

Answer 1

分析 （1）测定玻璃折射率的实验原理是折射定律，关键是确定出射光线，其方法是：插针时应使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₁、P₂、P₃的像．P₃和P₄的连线表示出射光线．这一重要不能遗漏．
（2）根据几何知识求出入射角与折射角的正弦，即可求得折射率．

解答 解：（1）这位同学在操作中的重要疏漏是：插针时应使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₁、P₂、P₃的像．
（2）设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r．
根据数学知识得：sini=$\frac{PP′}{R}$，
sinr=$\frac{QQ′}{R}$
则折射率为n=$\frac{sini}{sinr}$=$\frac{PP′}{QQ′}$=$\frac{45mm}{30mm}$=1.5；
故答案为：（1）插针时应使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₁、P₂、P₃的像； （2）1.5．

点评 几何光学问题，要明确光路图，依据折射定律求解．本实验运用单位圆法测量折射率，要理解其数学原理，掌握数据处理的方法．