Question

2．研究小组根据所学的光学知识，设计一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心0作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P₁、P₂，并保持P₁、P₂位置不变．将圆盘的下半部分竖直浸入某种液体中，使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线；在图中右上方区域观察P₁、P₂的像，并在圆周上插上大头针P₃，使P₃正好挡住P₁、P₂的像；通过测量计算，在 P₃位置刻上对应液体的折射率．这样，按上述步骤，用不同液体进行实验，即可制作出测量液体折射率的仪器．
（i ）用液体1实验时，若∠AOF=30°，OP₃与OC的夹角为30°，则液体1的折射率为$\sqrt{3}$
（ii ）将液体1换为液体2，大头针P₃对应移到P₃'位置，则液体2与液体1相比液体2折射率较大．
（iii ）作AO的延长线交圆周于K，K处所对应的折射率为1．

Answer 1

分析 （i）确定出折射角与折射角，由折射定律求解折射率．
（ii）折射角相同，通过比较入射角的大小，比较哪个位置对应的折射率大．
（iii）作AO的延长线交圆周于K，折射角与折射角相等，可知K处所对应的折射率的值是1．

解答 解：
（i）由图看出，用液体1实验时，折射角为 i=∠AOF=30°，折射角 r=60°，则液体1的折射率为 n=$\frac{sinr}{sini}$=$\frac{sin60°}{sin30°}$=$\sqrt{3}$．
（ii）将液体1换为液体2，大头针P₃对应移到P₃'位置，对应的折射角增大，而折射角相等，根据折射定律n=$\frac{sinr}{sini}$，可知液体2的折射率较大．
（3）作AO的延长线交圆周于K，这种情况下折射角与折射角相等，由折射定律知K处所对应的折射率是1．
故答案为：（i）$\sqrt{3}$．（ii） 液体2．（iii）1．

点评 本题是折射定律的应用，确定折射角和折射角是基础，要注意的是折射率不等于$\frac{sini}{sinr}$，要紧扣折射率定义的条件：光从真空射入介质发生折射．