Question

2．“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P₁和P₂，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P₃和P₄．
（1）在插P₃和P₄时，应使BD（选填选项前的字母）．
A．P₃只挡住P₁的像
B．P₃同时挡住P₁、P₂的像
C．P₄只挡住P₂的像
D．P₄同时挡住P₃及P₁、P₂的像
（2）对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是AB（选填选项前的字母）．
A．为了减少作图误差，P₃和P₄的距离应适当取大些
B．为减少测量误差，P₁、P₂的连线与法线的夹角应适当大些
C．若P₁、P₂的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P₁、P₂的像
D．若P₁、P₂连线与法线夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P₁、P₂的像．

Answer 1

分析 根据实验的原理，连接P₁、P₂表示入射光线，连接P₃、P₄表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，才能作出光路图；
P₁、P₂及P₃、P₄之间的距离适当大些，这样引起的角度的误差较小，可提高精度．入射角θ₁尽量大些，折射角也会大些，角度的相对误差会减小．根据光路可逆性原理可知，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射．

解答 解：（1）根据实验的原理，连接P₁、P₂表示入射光线，连接P₃、P₄表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P₁和P₂，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像．故AC错误，BD正确．
（2）A、实际点有大小，故为了减少作图误差，P₃和P₄的距离应适当取大些，故A正确；
B、为了减小测量的误差，入射角应适当大一些，则P₁、P₂的连线与玻璃砖界面的夹角适当小一些，故B正确；
C、根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，则即使P₁、P₂的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到P₁、P₂的像，故C错误；
D、由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射．故D错误；
故答案为：（1）BD；（2）AB．

点评 作插针法测定玻璃折射率的实验原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$，根据实验原理可知在插上两枚大头针P₃、P₄时，要使P₃挡住P₁、P₂的像，使P₄挡住P₃和P₁、P₂的像．
用插针法测定玻璃砖折射率时，大头针间的距离和入射角都应适当大些，可减小角度引起的相对误差，提高精度．