Question

9．在“測(cè)玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中：
（1）為了取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，下列操作正確的是C
A．必須選用上下表面平行的玻璃磚；
B．選擇的入射角應(yīng)盡量小些；
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上；
D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離盡量小些．
（2）某同學(xué)在量入射角和折射角時(shí)，由于沒有量角器，在完成了光路圖以后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，OA為半徑畫圓，交OO′延長(zhǎng)線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)和C點(diǎn)作垂直法線的直線分別交于B點(diǎn)和D點(diǎn)，如圖1所示，若他測(cè)得AB=6cm，CD=4cm，則可求出玻璃的折射率n=1.5．
（3）某同學(xué)在畫界面時(shí)，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖2所示，則他測(cè)得折射率偏�。ㄟx填“偏大”“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）為了取得較好的實(shí)驗(yàn)效果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析可知：玻璃磚上下表面不一定要平行，選擇的入射角應(yīng)盡量大些；大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上；大頭針P₁和P₂及P₃和P₄之間的距離適當(dāng)大些，這樣可以減小測(cè)量的相對(duì)誤差．
（2）根據(jù)幾何知識(shí)求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率．
（3）根據(jù)折射定律，分析入射角和折射角的誤差，即可分析折射率的誤差．

解答 解：（1）A、作插針法測(cè)定折射率時(shí)，玻璃磚上下表面不一定要平行．故A錯(cuò)誤．
B、為了減小測(cè)量的相對(duì)誤差，選擇的入射角應(yīng)盡量大些，效果會(huì)更好．故B錯(cuò)誤．
C、為了準(zhǔn)確確定入射光線和折射光線，大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上；故C正確．
D、大頭針P₁和P₂及P₃和P₄之間的距離適當(dāng)大些時(shí)，相同的距離誤差，引起的角度誤差會(huì)減小，角度的測(cè)量誤差會(huì)小些．故D錯(cuò)誤．
故選：C；
（2）圖中P₁P₂作為入射光線，OO′是折射光線，設(shè)光線在玻璃磚上表面的入射角為i，折射角為r，則由幾何知識(shí)得到：
sini=$\frac{AB}{AD}$
sinr=$\frac{CD}{OC}$
又AO=OC
則折射率：
n=$\frac{sini}{sinγ}=\frac{AB}{CD}$=$\frac{6cm}{4cm}=1.5$．
（3）用插針法“測(cè)定玻璃磚折射率”的實(shí)驗(yàn)原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinγ}$；
某同學(xué)畫出的ab和cd都比實(shí)際側(cè)面向外側(cè)平移了一些，但在畫光路圖時(shí)，將入射點(diǎn)、出射點(diǎn)分別確定在ab、cd上，如圖，實(shí)線表示實(shí)際的光路圖，虛線表示乙同學(xué)畫圖時(shí)光路圖，入射角測(cè)量沒有誤差，而折射角偏大，則根據(jù)折射定律得知，測(cè)出的折射率n將偏�。�
故答案為：（1）C；（2）1.5；（3）偏小．

點(diǎn)評(píng) 本題是插針法測(cè)定玻璃磚的折射率，實(shí)驗(yàn)原理是折射定律，采用單位圓法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差．