题目内容

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,
(1)某同学由于没有量角器,在完成了光路以后,他以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交OO′连线延长线于C点,过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于点B,过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点,如图1所示.用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃的折射率n=
1.5
1.5

(2)某同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系如图2所示,则该同学测得的折射率与真实值相比
减小
减小
(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
分析:(1)根据几何知识求出入射角和折射角的正弦值,再根据折射率定义公式列式求解即可;
(2)某同学在画界面时,将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,分析对入射角和折射角的影响,判断误差的变化.
解答:解:(1)图中P1P2作为入射光线,OO′是折射光线,设光线在玻璃砖上表面的入射角为i,折射角为r,则由几何知识得到:sini=
AB
AO
,sinr=
CD
OC
,又AO=OC,则折射率n=
sini
sinγ
=
AB
CD
=1.5.
(2)如图,实线是真实的光路图,虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图,由图看出,在这种情况测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小.

故答案为:(1)1.5;(2)偏小.
点评:本题是插针法测定玻璃砖的折射率,实验原理是折射定律,采用单位圆法处理数据,根据原理分析实验误差.
练习册系列答案
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(1)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,某同学由于没有量角器,他在完成了光路图以后,以O点为圆心、10.00cm长为半径画圆,分别交线段OA于A点,交O、O′连线延长线于C点.过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点,过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点,如图1所示.用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cm.由此可得出玻璃折射率n=
 

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(2)小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验(如图2所示),他进行的主要步骤是:
A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d.
B.先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC.
C.将玻璃砖放回白纸的原处,长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置.
D.调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使长直尺MN的左右两端均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2.则
①小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n=
 

②关于上述实验以下说法正确的是
 

A.在∠BOC的范围内,改变入射光PO的入射角,直尺MN上可能只出现一个亮点
B.左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
C.左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
D.要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角.

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