问题 问答题

在测定玻璃的折射率实验中,有一个同学设计了这样的实验方案:如图所示,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上,在白纸上放置一半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点O,直边与x轴重合,OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3 是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角,只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测得角α和β,便可求得玻璃的折射率.该同学在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法使P3同时挡住P1、P2的像.

(1)产生这种现象的原因是______;

(2)若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是______;

(3)若他已正确地测得了α、β的值,则玻璃的折射率n=______;

(4)有另一个同学不是将P1、P2两枚大头针插在直线OA上,而是让P1、P2的连线与y轴平行,他还能否测出玻璃砖的折射率?如果不能,请说出理由;如果能,请简述操作过程.

答案

(1)在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法使P3同时挡住P1、P2的像,是因为入射角α太大,涨到发生了全反射.

(2)透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是:P3同时挡住P1、P2的像.

(3)由于光线从玻璃射入空气,则由折射定律

sini
sinr
=
1
n
,得n=
sinr
sini
=
sinβ
sinα

(4)能;可以插上第四根大头针,使大头针同时挡住P3 和P1、P2的像,作出光路图,测出光线在玻璃砖底边的入射角和折射角,求出折射率.

故答案为:

(1)入射角α太大,发生了全反射.

(2)P3同时挡住P1、P2的像.

(3)

sinβ
sinα

(4)能;可以插上第四根大头针,使大头针同时挡住P3 和P1、P2的像,作出光路图,测出光线在玻璃砖底边的入射角和折射角,求出折射率.

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