Question

19．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P₁和P₂，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P₃、P₄，使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃、P₁和P₂的像，在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示．
（1）在图中画出所需的光路；
（2）为了测出三棱镜玻璃的折射率，需要测量哪些物理量？在图中标出它们；
（3）计算折射率的公式是n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）大头针P₁、P₂的连线表示入射光线，P₃、P₄的连线表示出射光线，作出光路图．
（2）（3）研究光线在三棱镜左侧面上折射情况，标出入射角与折射角，根据折射定律得出玻璃砖的折射率表达式．

解答 解：（1）大头针P₁、P₂的连线表示入射光线，P₃、P₄的连线表示出射光线，分别作出入射光线和出射光线，连接入射点和出射点，画出玻璃砖内部光路，画出光路图如图．

（2）、（3）如图，光线在棱镜左侧面上折射时入射角为θ₁，折射角为θ₂，根据折射定律得到折射率n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．
故需要测量入射角i、折射角r，计算折射率的公式为n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．
故答案为：
（1）如右图：；
（2）入射角θ₁，折射角为θ₂，
（3）$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．

点评 此题是用插针法测定玻璃砖的实验，基本原理是折射定律，要掌握确定入射光线和出射光线的方法，画光路图时要注意标上箭头．