Question

6．如圖所示為測(cè)一塊半球形玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：
A．將半球形玻璃磚放在白紙上，用鉛筆畫(huà)出它的直徑AB，移走玻璃磚，并用刻度尺找出中點(diǎn)O，記下此點(diǎn)（即圓心）；
B．在圓弧側(cè)的白紙上，作過(guò)O點(diǎn)且垂直直徑AB的直線CO，放上玻璃磚，在CO上插兩顆大頭針P₁和P₂（距離適當(dāng)遠(yuǎn)些）；
C．使玻璃磚以O(shè)為軸在白紙上緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)眼睛向著AB透過(guò)玻璃磚觀察P₁和P₂的像，當(dāng)恰好看不到P₁和P₂的像時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，記下此時(shí)的直徑A′B′的位置；
D．量出BO和B′O的夾角θ．若量得θ=41°，sin41°=0.66．則
（1）實(shí)驗(yàn)是利用全反射現(xiàn)象進(jìn)行的；
（2）折射率的計(jì)算公式為：n=$\frac{1}{sinθ}$；
（3）代入數(shù)據(jù)得半球玻璃磚的折射率值約為n=1.5．（保留2為有效數(shù)字）

Answer 1

分析 在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察P₁、P₂ 的像，且P₂ 的像擋住P₁的像，這現(xiàn)象剛好消失，意味著剛好發(fā)生全反射，此時(shí)玻璃磚內(nèi)光線的入射角恰好等于臨界角C，玻璃磚轉(zhuǎn)過(guò)θ，法線也轉(zhuǎn)過(guò)θ，根據(jù)臨界角求出折射率．

解答 解：由題意可知，當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過(guò)某一角度θ時(shí)，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一側(cè)觀察不到P₁、P₂的像．做出如圖所示的光路圖，可知，測(cè)出玻璃直徑邊轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ，則法線轉(zhuǎn)過(guò)的角度也為θ，玻璃磚內(nèi)入射角為θ，臨界角為θ，則：n=$\frac{1}{sinθ}$=1.5
故答案為；全反射，$\frac{1}{sinθ}$，1.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查應(yīng)用全反射測(cè)量玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)技能，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．