Question

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。

Answer 1

(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。