Question

3．用半圆形玻璃砖做“测定玻璃的折射率”的实验，实验步骤如下：
a、如图，在一张白纸上画一直线ab作为玻璃砖的一个界面，标出点O；
b、过O点画一线段OA，在OA上垂直地插两枚大头针P₁、P₂；
c、在ab线上侧放上玻璃砖，使O点正好处于圆心的位置；
d、在ab线下侧通过玻璃砖观察P₁、P₂的像；并插一枚大头针P₃，使P₃挡住P₁、P₂的像；标出P₃的位置；
e、移去玻璃砖和大头针，连接OP₃，作过O点与ab垂直的直线MN；
f、用量角器量出∠MOA和∠NOB两角的大小，根据光路可逆性，当光线从空气射向玻璃砖时，∠NOB为入射角，记为i，∠MOA为折射角，记为r；
根据以上步骤可求得玻璃折射率n=$\frac{sini}{sinγ}$若在进行步骤d时，无论怎么调整观察位置，都不能从ab线下侧观察到P₁、P₂的像，发生这种情况的原因是角γ过大，在ab界面发生了全反射．

Answer 1

分析 测定玻璃的折射率实验原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinγ}$，确定出入射角和折射角，可求得玻璃的折射率n；在ab界面，是从光密介质斜射向光疏介质，如果入射角大于或等于临界角，会发生全反射现象．

解答 解：由题，光线从玻璃进入空气时入射角为γ，折射角为i；根据光路可逆性，当光线从空气射向玻璃砖时，入射角为i，则折射角为γ，故玻璃的折射率为：
n=$\frac{sini}{sinγ}$
若在进行步骤d时，无论怎么调整观察位置，都不能从ab线下侧观察到P₁、P₂的像，说明在ab界面发生了全反射，是入射角γ大于或等于临界角C；
故答案为：$\frac{sini}{sinγ}$；角γ过大，在ab界面发生了全反射．

点评 本题考查用插针法测定玻璃砖的折射率，其原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinγ}$，注意此式的条件是光从真空进入介质，基础题目．