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
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(P
1、P
2、P
3、P
4)、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5-4-4所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图).用P1、P2的连线表示入射光线.

图5-4-4
i.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.
ii.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.
iii.写出用θ1、θ2表示的折射率公式为n=_____________.
解析:本实验与教材中“测玻璃砖折射率”实验比较,器材发生了变化,玻璃砖由两个透光表面,变成了一个透光,一个反射光.根据反射定律、折射定律知,物体发生的光经玻璃砖后的光路如图5-4-5,与教材实验原理、方法类比,我们知道要测定玻璃砖的折射率,须确定进入砖的折射光线即确定反射点N.借用“插针法”可确定出射光线,出射点O′,利用点N在点OO′直线的中重线上可确定N点,进而得到入射角θ1与折射角θ2,则折射率n=
.

图5-4-5
答案:i.在bb′一侧观察P1、P2(经过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,即让P3挡住P1、P2的像;再插上P4,让它挡住P3(或P1)的像和P3.P3、P4的位置如图.

ii.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.
iii.n=sinθ1/sinθ2.