Question

12．如圖所示，用某種透光物制成的直角三棱鏡ABC；在垂直于AC面的直線MN上插兩枚大頭針P₁、P₂，在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P₁、P₂的像，調(diào)整視線方向，直到P₂的像被P₁的像擋住，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P₃、P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃及P₁、P₂的像．記下P₃、P₄的位置，移去大頭針和三棱鏡，過P₃、P₄的位置作直線與AB面相交于D，量出該直線與AB面的夾角為45°．則該透光物質(zhì)的折射率n=1.41，并在圖中畫出正確完整的光路圖．

Answer 1

分析 用插針法測定玻璃磚折射率的原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$．其方法是：在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P₁、P₂的像，調(diào)整視線方向，直到P₁的像被P₂的像擋住，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P₃、P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃及P₁、P₂的像．連接P₁、P₂作為入射光線，連接P₃、P₄，作為出射光線，再作出折射光線，由折射定律求解折射率．

解答 解：在AB面的左側(cè)透過棱鏡觀察大頭針P₁、P₂的像，調(diào)整視線方向，直到P₁的像被P₂的像擋住，再在觀察的這一側(cè)先后插上兩枚大頭針P₃、P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃及P₁、P₂的像，則知P₁、P₂在入射光線上，P₃、P₄在出射光線，連接P₁、P₂作為入射光線，連接P₃、P₄，作為出射光線，再作出折射光線，畫出光路圖如圖．
由幾何知識得到：在AB面上入射角i=30°，又折射角r=45°，則折射率 n=$\frac{sinr}{sini}$=$\frac{sin45°}{sin30°}$=$\sqrt{2}$=1.41
故答案為：擋住P₁、P₂的像；擋住P₃及P₁、P₂的像，1.41．畫出正確完整的光路圖如圖．

點(diǎn)評 本題要理解實(shí)驗(yàn)的原理：折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$．懂得如何確定出射光線．本題中光線CB面上發(fā)生了全反射．