Question

18．某研究性學習小組利用插針法可以測量半圓形玻璃磚的折射率．實驗探究方案如下：在白紙上做一直線MN，并做出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚（底面的圓心為O）放在白紙上，它的直徑與直線MN對齊，在垂線AB上插兩個大頭針P₁和P₂，然后在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)插上適量的大頭針，可以確定光線P₁P₂通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃磚的折射率．實驗中提供的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等．
（1）某同學用上述方法測量玻璃磚的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P₁、P₂兩枚大頭針，但在半圓形玻璃磚的右側(cè)區(qū)域內(nèi)，不管眼睛在何處，都無法透過玻璃磚同時看到P₁、P₂的像，原因是入射光線AB離圓心較遠，在半圓形面發(fā)生了全反射．為同時看到P₁、P₂的像，他應采取的措施是沿著MN方向、向M點方向平移玻璃磚．
（2）在采取相應措施后，請在半圓柱形玻璃磚的右側(cè)畫出所插大頭針的可能位置，并用“×”表示，作出光路圖．
（3）為計算折射率，將應測量的物理量標注在光路圖上，并由此得出折射率的計算公式為n=$\frac{sini}{sinr}$．

Answer 1

分析 運用插針法測量玻璃磚的折射率，通過實驗的原理確定看不到像的原因，以及確定測量的物理量．根據(jù)折射定律分析和計算折射率n．

解答 解：（1）不管眼睛在何處，都無法透過玻璃磚同時看到P₁、P₂的像，原因是：入射光線AB離圓心較遠，在半圓形面發(fā)生了全反射．為同時看到P₁、P₂的像，他應采取的措施是：沿著MN方向、向M點方向平移玻璃磚．
（2）作出光路圖如圖．
（3）為了計算折射率，應該測量的量有入射角i和折射角r，計算折射率的公式是：$n=\frac{sini}{sinr}$．
故答案為：
（1）入射光線AB離圓心較遠，在半圓形面發(fā)生了全反射．
（2）作出光路圖如圖．
（3）$\frac{sini}{sinr}$．

點評 本題考查插針法測量玻璃折射率的原理，并能靈活運用有關(guān)光現(xiàn)象避免一些實驗中出現(xiàn)的問題．