问题
实验题
一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的,光线不能通过此表面。现要测定此玻璃的折射率。给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器。
实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直。在纸上画出直线aa'和bb',aa'表示镀银的玻璃表面,bb'表示另一表面,如图所示,然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图所示)。用P1、P2的连线表示入射光线。
(1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针P3、P4?试在题图中标出P3、P4的位置。
(2)然后,移去玻璃砖与大头针。试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2。简要写出作图步骤。
答案
(1)在bb'一侧观察P1、P2(经bb'折射,aa'反射,再经bb'折射后)的像,在适当的位置插上P3,使得P3与P1、P2的像在一条直线上,即P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P2(或P1)像和P3,位置如图所示。
(2)①过P1、P2作直线与bb'交于O;
②过P3、P4作直线与bb'交于O';
③利用刻度尺找到OO'的中点M;
④过O点作bb'的垂线CD,过M点作bb'的垂线与aa'相交于N,如图所示,连接ON;
⑤∠P1OD=θ1,∠CON=θ2;
⑥代入公式n=求得折射率。