题目内容

【题目】某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现,由于玻璃的颜色较深,在另一侧很难观测到对侧所插的针.他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验.如图所示,他在木板上固定好白纸,放好玻璃砖,正确作出了界面MN、MP、NP,然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射.
(1)由于激光很强,不能用眼睛直接观测,该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路,正确的插针顺序应是
A.P1、P2、P3、P4
B.P4、P3、P2、P1
C.P1、P3、P2、P4
D.P4、P2、P3、P1
(2)若P1P2与MN垂直,用量角器量得图中的θ1=30°,θ2=45°,则玻璃的折射率约为
A.1.41
B.1.73
C.1.22
D.1.58
(3)若激光器正常发光,该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线,则可能的原因是
(4)若该同学在MP一侧没有找到出射光线,但在NP一侧找到了出射光线,并用“插针法”确定了激光在MN一侧的入射光线和NP一侧的出射光线,如果入射光线与MN相垂直,则测量后他计算出玻璃的折射率(填“能”或“不能”).

【答案】
(1)A
(2)A
(3)激光在MP界面上发生了全反射
(4)能
【解析】解:(1)正确的插针顺序应是:先插P1、P2,表示入射光路.再插入P3,使P3挡住P1、P2的像,最后插入P4,使P4挡住P3和P1、P2的像,即顺序为P1、P2、P3、P4.故选:A.(2)在MP界面上,光的入射角为i=30°,折射角为r=45°,则玻璃的折射率为 n= = =1.41故选:A.(3)若激光器正常发光,该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线,由于是从光密介质到光疏介质,则可能是激光在MP界面上发生了全反射;(4)入射光线与MN相垂直,在MP一侧没有找到出射光线,说明光线在MP上发生了全反射,根据几何关系可以求出光线在NP面上的入射,由插针得出折射角,从而由折射率公式可以计算出折射率.

所以答案是:(1)A;(2)A;(3)激光在MP界面上发生了全反射;(4)能.

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