Question

5．（1）如圖①所示用插針法測定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，把P₁、P₂連線與玻璃磚表面垂線的夾角作為入射角，這個(gè)角過小會(huì)使測量誤差偏大，過大會(huì)使從bb′面看不到P₁、P₂的像；若已確定了P₁、P₂的位置，欲確定P₃的位置，應(yīng)在觀察時(shí)使P₃同時(shí)擋住P₁P₂的像，如圖②所示，甲同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)所畫的MN線（入射界面）雖與玻璃ab面重合，但PQ線卻略向外平移，乙同學(xué)M′N′和P′Q′之間距離雖等于a′c′，但實(shí)驗(yàn)時(shí)玻璃磚的a′b′、c′d′都相對(duì)M′N′、P′Q′平移了一些．取走玻璃磚后，他們分別按MN、PQ及M′N′、P′Q′畫圖求折射率，那么，甲測出的折射率將偏小，乙測出的折射率將不變（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（2）某同學(xué)由于沒有量角器，在完成了光路圖以后，如圖③所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心，10.00cm長為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交O、O′連線延長線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)作法線NN′的垂線AB交NN′于B點(diǎn)，過C點(diǎn)作法線NN′的垂線CD交NN′于D點(diǎn)，用刻度尺量得OB=8.00cm，CD=4.00cm．由此可得到玻璃的折射率n=1.5．

Answer 1

分析 用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，作出光路圖，分析入射角與折射角的誤差，來確定折射率的誤差．

解答 解：（1）如圖①所示用插針法測定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，把P₁、P₂連線與玻璃磚表面垂線的夾角作為入射角，若角太小，會(huì)使測量誤差偏大，
過大會(huì)使從bb′面看不到P₁、P₂的像，欲確定P₃的位置，應(yīng)在觀察時(shí)使P₃同時(shí)擋住P₁P₂的像；
如②圖甲所示．紅線表示實(shí)際的光路圖，而黑線是作圖時(shí)所采用的光路圖，可見，入射角沒有變化，折射角的測量值偏大，
則由n=$\frac{sini}{sinr}$ 得知甲同學(xué)折射率測量值偏�。�
如②圖乙所示，紅線表示將玻璃磚向上平移后實(shí)際的光路圖，而黑線是作圖時(shí)所采用的光路圖，通過比較發(fā)現(xiàn)，入射角和折射角沒有變化，
則由折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$ 得知，乙同學(xué)測得的折射率將不變．
（2）根據(jù)折射定律得，n=$\frac{sin∠AOB}{sin∠DOC}$=$\frac{AB}{CD}$=$\frac{\sqrt{1{0}^{2}-{8}^{2}}}{4}$=1.5．
故答案為：：（1）入射，使測量誤差偏大，像，同時(shí)擋住P₁P₂的像，偏小，不變；（2）1.5．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)誤差，要緊扣實(shí)驗(yàn)原理，用作圖法，確定出入射角與折射角的誤差，即可分析折射率的誤差．