①甲同学在纸上正确画出矩形玻璃砖的两个分界面ab和cd,因不慎碰动了玻璃砖,使它向ab方向平移了一点,如图甲所示,以后的操作都正确无误,但在画光路图时仍以ab和cd为分界面,则测得的折射率n的值将不受影响.
②乙同学为了避免笔尖触划玻璃面,画出的a′b′和c′d′都比实际的分界面向外侧平移了一些,如图乙所示,后来的操作都正确,但在画光路图时仍以a′b′和c′d′为分界面,则测得的折射率n的值将偏小.
③丙同学的操作和所画的光路图都正确无误,但所用玻璃砖的两个折射界面并不平行,如图丙所示,则测得的折射率n的值将偏大.
上述说法中正确的是:
在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中,玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行,aa′边与bb′边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′,如图所示.
如图甲,长方形玻璃砖的上下表面是磨砂面,前侧面是光学面,后侧面是镀银面,前后面间的距离为d,现用圆规和直尺测定其折射率,主要操作如下(俯视图如图乙)
A.在木板上固定一张白纸,在白纸上画一条直线ab,并在适当位置作ab的垂线ON
B.利用圆规和直尺作∠aON角平分线AO
C.在AO上的适当位置竖直固定两枚大头针P1、P2
D.放上玻璃砖,使光学面的底线与ab重合
E.通过光学面观察P1、P2经镀银面成的像,并在视线上插一枚大头针P3 , 使P3挡在P1、P2的像;再插一枚大头针P4 , 使P4挡住P3及P1、P2的像
F.连接P4P3并延长与ab相交于O1 .
在课外探究活动中,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器.如图所示,在一圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3 , 使P3正好挡住P1、P2的像.同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值,则:
①在图上将实验所需的图补充完整;
②测量工具是量角器,为了测出玻璃砖的折射率,需要测量的物理量是,
③计算折射率的公式n=.(要求用②中测得的物理量表示)
部分实验操作步骤如下:
①先在白纸上画出一条直线EE′,代表两种介质的分界面;再画出一直线段AB代表入射光线;然后画出分界面上B点处的法线.
②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一个长边与EE’对齐,然后用笔沿着玻璃砖的面画出直线FF’.
③在直线AB上竖直地插上两枚大头针G1、G2 , 然后透过玻璃砖观察大头针G1、G2的像,调整视线方向,直到G1的像被G2挡住.
④再在观察的这一侧竖直地插上两枚大头针G3、G4 , 用G3挡住G1和G2的像,用G4挡住G3以及G1、G2的像.
⑤移去大头针和玻璃砖,过G3、G4的插点画直线CD,与FF’相交于C点,画出直线BC.
①在图中画出沿P1、P2连线方向的入射光线通过玻璃砖以及射出玻璃砖后的传播方向;标出入射角θ1和折射角θ2;
②写出计算玻璃折射率的表达式.
①需要测出的物理量及符号;
②计算折射率的表达式.
a.如图所示,先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面,并在直线上标出点O;
b.标出P3、P4位置;
c.将三棱镜放在白纸上,使短边跟ab对齐,长边跟a′b′对齐;
d.在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像完全被P2挡柱;
e.在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4 , 使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3;
f.在O点作一垂直ab的线段AO,在AO上垂直地插两枚大头针P1、P2;
g.移去三棱镜和大头针,连接P3P4 , 交a′b′于O′,过O′点作与a′b′垂直的直线MN;
h.作光路图,计算折射率n.