一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、钢笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P

一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、钢笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P

题型:不详难度:来源:
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、钢笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器.实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa′和bb′,aa′表示镀银的玻璃表面,bb′表示另一表面,然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2,如图所示,用P1、P2的连线表示入射光线.
(1)为了测量折射率,应如何正确用大头针P3、P4?试在题图中标出P3、P4的位置.
(2)然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤.
(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n=______.魔方格
答案
(1)确定P3、P4位置的作图方法:由于aa′表面镀银,只能反射,所以光路为:入射光线、经过bb′的折射光线、经过aa′的反射光线、再次经过bb′的折射后的出射光线(P3、P4的连线),作出此光路,即可标出P3、P4的位置.
实验方法:在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射,再经bb折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像:再插上P4,让它挡住P2(或P1)的像和P3.P3、P4的位置如图.

魔方格

故具体操作为:在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射,再经bb′折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像:再插上P4,让它挡住P2(或P1)的像和P3,P3、P4的位置见上图.
(2)确定P3、P4位置的作图步骤:
①过P1、P2作直线与bb′交于O;
②过P3、P4作直线与bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中点M;
④过O点作bb′的垂线CD为法线,过M点作bb′的垂线与aa′相交与N,如图所示,连接ON为经过bb′的折射光线;
⑤则∠P1OD=θ1,∠CON=θ2
(3)根据折射定律有:n=
sinθ1
sinθ2

故答案为:
(1)P3、P4的位置的方法是:在bb′一侧观察P1、P2(经bb′折射、aa′反射,再经bb折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即让P3挡住P1、P2的像:再插上P4,让它挡住P2(或P1)的像和P3.P3、P4的位置.
(2)确定P3、P4位置的作图步骤:
①过P1、P2作直线与bb′交于O;
②过P3、P4作直线与bb′交于O′;
③利用刻度尺找到OO′的中点M;
④过O点作bb′的垂线CD为法线,过M点作bb′的垂线与aa′相交与N,如图所示,连接ON为经过bb′的折射光线;
⑤则∠P1OD=θ1,∠CON=θ2
(3)n=
sinθ1
sinθ2
举一反三
某同学用量角器测量玻璃三棱镜折射率,先在白纸上放好三棱镜,标出三棱镜轮廓,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到P1像和P2像,当P1的像被恰好被P2像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置.如图所示.
(1)在答题纸的图上画出对应的光路;
(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是______和______,在图上标出它们;
(3)根据测量的量,三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是______.魔方格
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在做测定玻璃折射率的实验时:
(1)甲同学在纸正确画出玻璃的两个界面ab和cd时不慎碰了玻璃砖使它向ab方向平移了一些,如图甲所示,其后的操作都正确,但画光路图时,将折射点确定在ab和cd上,则测出的n值将______.(填”偏小、不变、偏大”)
(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面,画出的a′b′和c′d′都比实际侧面外侧平
移了一些,如图乙所示,以后的操作都是正确的,画光路时将入射点和折射点都确定在a′b′和c′d′上,则测出的n值将______.(填”偏小、不变、偏大”)魔方格
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由某种透明物体制成的等腰直角棱镜ABO,两腰都为16cm,且两腰与Ox和Oy轴都重合,如图所示,从BO边的C点注视A棱,发现A棱的位置在D点,在C、D 两点插上大头针,测出C点的坐标为(0,12),D点的坐标为(9,0),则该透明物质的折射率为(  )

魔方格

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A.n=4/3B.n=5/4C.n=3/2D.n=7/6
如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插上大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3.图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点. 设AB的长度为L1,AO的长度为L2,CD的长度为L3,DO的长度为L4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量______(用上述给出量的字母表示),则玻璃砖的折射率可表示为______.魔方格
某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃砖的折射率时,先在白纸上作一与圆柱形玻璃同半径的圆,圆心为O,将圆柱形玻璃平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合.在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃观察时,大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一条直线上.移去圆柱形玻璃和大头针后,得图:
①在图中画出光线在玻璃内外的传播方向;
②在光线的入射点作法线,并标出光由空气射入玻璃的入射角i和折射角r,写出计算玻璃折射率的公式n=______.魔方格