Question

3．用半圓形玻璃磚做“測定玻璃的折射率”的實驗，實驗步驟如下：
a、如圖，在一張白紙上畫一直線ab作為玻璃磚的一個界面，標出點O；
b、過O點畫一線段OA，在OA上垂直地插兩枚大頭針P₁、P₂；
c、在ab線上側放上玻璃磚，使O點正好處于圓心的位置；
d、在ab線下側通過玻璃磚觀察P₁、P₂的像；并插一枚大頭針P₃，使P₃擋住P₁、P₂的像；標出P₃的位置；
e、移去玻璃磚和大頭針，連接OP₃，作過O點與ab垂直的直線MN；
f、用量角器量出∠MOA和∠NOB兩角的大小，根據(jù)光路可逆性，當光線從空氣射向玻璃磚時，∠NOB為入射角，記為i，∠MOA為折射角，記為r；
根據(jù)以上步驟可求得玻璃折射率n=$\frac{sini}{sinγ}$若在進行步驟d時，無論怎么調(diào)整觀察位置，都不能從ab線下側觀察到P₁、P₂的像，發(fā)生這種情況的原因是角γ過大，在ab界面發(fā)生了全反射．

Answer 1

分析 測定玻璃的折射率實驗原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinγ}$，確定出入射角和折射角，可求得玻璃的折射率n；在ab界面，是從光密介質(zhì)斜射向光疏介質(zhì)，如果入射角大于或等于臨界角，會發(fā)生全反射現(xiàn)象．

解答 解：由題，光線從玻璃進入空氣時入射角為γ，折射角為i；根據(jù)光路可逆性，當光線從空氣射向玻璃磚時，入射角為i，則折射角為γ，故玻璃的折射率為：
n=$\frac{sini}{sinγ}$
若在進行步驟d時，無論怎么調(diào)整觀察位置，都不能從ab線下側觀察到P₁、P₂的像，說明在ab界面發(fā)生了全反射，是入射角γ大于或等于臨界角C；
故答案為：$\frac{sini}{sinγ}$；角γ過大，在ab界面發(fā)生了全反射．

點評 本題考查用插針法測定玻璃磚的折射率，其原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinγ}$，注意此式的條件是光從真空進入介質(zhì)，基礎題目．