如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖另一侧垂

题文

如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接O P3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．①设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的有______，则玻璃砖的折射率可表示为______．②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）根据几何知识得，入射角的正弦sini=ABBO，折射角的正弦sinr=CDOC=l3OC，又BO=OC，则折射率为n=sinisinr=l1l3．故需要测量的量有l1 和l3；②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式律n=sinisinr可知，测得玻璃砖的折射率将偏大．故答案为：①l1 和l3；n=l1l3    ②偏大

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解析

ABBO

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃.....”主要考查你对 [实验：测定玻璃的折射率 ]考点的理解。

实验：测定玻璃的折射率

测定玻璃的折射率: 实验目的： 测定玻璃的折射率。 实验原理： 如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而求出折射光线OO'和折射角r，再根据算出玻璃的折射率。实验器材： 一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺 实验步骤： 1、把白纸铺在木板上。 2、在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线NN'，并画一条线段AO作为入射光线。 3、把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'。 4、在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 5、从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。 6、移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'，OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角，∠O'ON'为折射角。 7、用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。 8、用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。 9、算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的算出玻璃的折射率。实验器材： 一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺 实验步骤： 1、把白纸铺在木板上。 2、在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线NN'，并画一条线段AO作为入射光线。 3、把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'。 4、在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 5、从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。 6、移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'，OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角，∠O'ON'为折射角。 7、用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。 8、用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。 9、算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的的平均值，这就是这块玻璃的折射率。 注意事项： 1、轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用。 2、实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动。 3、插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。 4．实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像。 5、本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。