题目内容

1．在“插针法测定玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，O为圆心，如图所示，点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、P1、P2三点在同一直线上．
（1）下列实验操作不正确的是C．
A．大头针应竖直插在纸面上
B．直线OP2与MN的夹角不宜过小
C．在插头针P4时，只需让P4挡住P3
D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
（2）在某次测量中，测得∠P1OF=45°，∠P4OE=60°，则该玻璃砖的折射率为$\frac{\sqrt{6}}{2}$．
（3）实验时，由于大头针P1、P2离界面MN较近，导致在MN另一侧无论怎样移动视线都无法观察到大头针P1、P2的象（其他操作均正确），其原因是在MN界面发生了全反射．

分析 （1）测定玻璃折射率的实验原理是折射定律，关键是确定出射光线，其方法是：插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像．P3和P4的连线表示出射光线．
（2）为了取得较好的实验效果，根据实验原理分析可知：选择的入射角应尽量大些；大头针应垂直地插在纸面上；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，这样可以减小测量的相对误差；
（3）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：（1）A、大头针都应垂直的插在纸面上，四根大头针相互平行，便于确定出射光线方向，故A正确；
B、入射角应尽量大些，可减小入射角的相对误差．故B正确．
C、插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像，故C错误．
D、为了减小实验的相对误差，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，这样由于相同视觉距离误差，引起的角度误差小些，故D正确．
本题选择错误的，故选：C；
（2）测得∠P1OF=45°，∠P4OE=60°，根据光的折射定律，
则该玻璃砖的折射率为n=$\frac{sin∠{P}_{4}OE}{sin∠{P}_{1}OF}$=$\frac{\sqrt{6}}{2}$；
（3）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=$\frac{sini}{sinγ}$；
在无论怎么调整观察位置，都不能从MN线下侧观察到P1、P2的像，说明在MN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：（1）C；（2）$\frac{\sqrt{6}}{2}$；（3）在MN界面发生了全反射．

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n=$\frac{sini}{sinγ}$，要明确实验的操作方法和注意事项，知道增大测量量，可适当减小相对误差，注意此式的条件是光从真空进入介质，基础题目．

练习册系列答案
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（1）偏转磁场的感应强度；
（2）偏转磁场在图中坐标系中分布的最小面积（结果保留两位有效数字）；
（3）电容器两极板间有电压和无电压时荧光屏上平行于y轴方向发光长度的比值．
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（2）撤去电场，微粒从P点出发第一次经过x轴恰经过原点O，则微粒从P点出发到达Q点所用的时间t；
（3）撤去电场，微粒从P点出发经过坐标原点O到达Q点所对应的初速度v′．
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