题目内容

精英家教网在用插针法做“测定玻璃砖折射率”的实验中,某同学先在白纸上画出一直线并让待测玻璃砖一界面ab与线重合放置,再进行插针观察,如图所示.梯形abcd是其主截面的边界线,而 A、B、C、D为该同学在某次实验时插入的4枚大头针的位置情况.
(1)请在图中完成测量玻璃砖折射率的有关光路图,并标出入射角α和折射角β;
(2)用α和β写出计算折射率的公式n=.
(3)若所画的cd线比实际界面向外平移了一些,则测得的折射率将(填“偏小”、“不变”或“偏大”).
分析:(1)连接AB作为入射光线,连接CD作为出射光线,再作出玻璃砖内部的光路.
(2)根据折射定律写出计算折射率的公式.
(3)若所画的cd线比实际界面向外平移了一些,分析入射角和折射角的变化,由折射定律分析误差.
解答:解:(1)连接AB作为入射光线,入射点为E,连接CD作为出射光线,出射点为F,连接EF,即为作出玻璃砖内折射光线.光路图如图(黑线)所示.精英家教网
(2)根据折射定律得:n=
sini
sinr
=
sinα
sinβ

(3)根据光路图可知,若所画的cd线比实际界面向外平移了一些,如图红线所示,折射角β偏小,入射角α不变,根据n=
sinα
sinβ
得知:测得的折射率将偏大.
答:
(1)光路图如图所示.
(2)计算折射率的公式n=
sinα
sinβ

(3)测得的折射率将偏小.
点评:对于实验误差的分析,关键要紧扣实验原理,用作图法,确定出入射角与折射角的误差,即可分析折射率的误差.
练习册系列答案
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(1)用双缝干涉测光的波长,实验装置如图所示,已知单缝与双缝间的距离为L1,双缝与屏的距离为L2,双缝间距为d,用测量头来测量亮纹中心的距离,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图乙所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。

 (a)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时,手轮上的读数如图丙所示,则对准第1条时的读数x1=_____mm,对准第4条时的读数x2=_____mm;

 (b)计算波长λ的表达式为λ=_____(用符号表示)

 (2)用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验时:

 ①甲同学在纸上正确画出矩形玻璃砖的两个分界面ab和cd,因不慎碰动了玻璃砖,使它向ab方向平移了一点,如图甲所示,以后的操作都正确无误,但在画光路图时仍以ab和cd为分界面,则测得的折射率n的值将不受影响。

 ②乙同学为了避免笔尖触划玻璃面,画出的a’b’和c’d’都比实际的分界面向外侧平移了一些,如图所示,后来的操作都正确,但在画光路图时仍以a’b’和c’d’为分界面,则测得的折射率n的值将偏小。

 ③丙同学的操作和所画的光路图都正确无误,但所用玻璃砖的两个折射界面并不平行,如图丙所示,则测得的折射率n的值将偏大。

 上述说法中正确的是(    )

 A.①和② B.①和③ C.②和③ D.③

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