题目内容
利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率.实验方法如下:在白纸上做一直线MN,并做出它的一条垂线AB,将半圆柱形玻璃砖放在白纸上,它的直边与直线MN对齐,在纸上标记玻璃砖边缘上的M、N两点.在垂线AB上插两个大头针P1和P2,然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针.取下玻璃砖,用几何方法找出M、N的中点O,以O为圆心,
为半径,做半圆形弧
,即可确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,从而求出玻璃砖的折射率.实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外,还有量角器等.
(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是
(2)结合以上实验装置,为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插
(3)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置,并用“×”表示,在原图中做出光路图.为了计算折射率,应该测量的量(在光路图上标出)有:
. |
OM |
MN |
(1)某学生用上述方法测量玻璃的折射率,在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是
光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来
光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来
,他应该采取的措施是向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角
向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角
.(2)结合以上实验装置,为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插
1
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枚大头针.(3)请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置,并用“×”表示,在原图中做出光路图.为了计算折射率,应该测量的量(在光路图上标出)有:
入射角i和折射角r
入射角i和折射角r
,计算折射率的公式是n=
sinr |
sini |
n=
.sinr |
sini |
分析:(1)运用插针法测量玻璃砖的折射率,通过实验的原理确定看不到像的原因是光线发生了全反射;对照全反射的条件分析可知,应减小入射角.
(2)为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插1根大头针.
(3)根据折射定律分析并确定测量的物理量.
(2)为了确定光线P1P2通过半圆柱形玻璃砖后的光路,在玻璃砖的右侧,最少应插1根大头针.
(3)根据折射定律分析并确定测量的物理量.
解答:解:
(1)在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来,可以采取减小光线在圆弧面上的入射角,向上移动半圆柱玻璃砖.
(2)因为光线在圆弧面上的出射点已知,只要在玻璃砖的右侧插入1枚大头针,即可确定出射光线.
(3)光路图如图所示,为了测量折射率的大小,需测量入射角i和折射角r,则折射率n=
.
故答案为:
(1)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来;向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角.
(2)1.
(3)光路图如右图,入射角i和折射角r,n=
.
(1)在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像,原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来,可以采取减小光线在圆弧面上的入射角,向上移动半圆柱玻璃砖.
(2)因为光线在圆弧面上的出射点已知,只要在玻璃砖的右侧插入1枚大头针,即可确定出射光线.
(3)光路图如图所示,为了测量折射率的大小,需测量入射角i和折射角r,则折射率n=
sinr |
sini |
故答案为:
(1)光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后,到达圆弧面上的入射角大于临界角,发生全反射现象,光不能从圆弧面折射出来;向上移动半圆柱形玻璃砖,使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角.
(2)1.
(3)光路图如右图,入射角i和折射角r,n=
sinr |
sini |
点评:本题关键要掌握全反射产生的条件,知道插针法测量玻璃折射率的原理,并能灵活运用.
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