【文档说明】实验十四　测量玻璃的折射率.docx，共(3)页，108.960 KB，由envi的店铺上传

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实验十四测量玻璃的折射率1.[2021·全国乙卷]用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率,实验中用A、B两个大头针确定入射光路.C、D两个大头针确定出射光路.O和O'分别是入射点和出射点.如图甲所示.测得玻璃砖厚度为h=15.0mm;A到过O点的法线OM的距离AM=10

.0mm,M到玻璃砖的距离MO=20.0mm,O'到OM的距离为s=5.0mm.(1)求玻璃砖的折射率;(2)用另一块材料相同、但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验.玻璃砖的截面如图乙所示.光从上表面入射.入射角从0逐渐增大,达到45°时,玻璃砖下表面的出射光

线恰好消失.求此玻璃砖上下表面的夹角.[答案](1)√2(2)15°[解析](1)从O点射入时,设入射角为α,折射角为β,根据三角函数可得sinα=10.0√10.02+20.02=√55sinβ=5.0√15.02+5.02=√1010由折射定律可得玻璃砖的

折射率n=sin𝛼sin𝛽=√2(2)当入射角为45°时,设折射角为γ,由折射定律得n=sin45°sin𝛾解得γ=30°设此玻璃砖上下表面的夹角为θ,光路图如图所示由于此时出射光线恰好消失,说明发生全反射,有sinC=1𝑛解得C=45°由几何关系可知θ+

30°=C解得θ=15°2.某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现,由于玻璃的颜色较深,在另一侧很难观测到对侧所插的针.他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验.如图所示,他在木板上固定好白纸,放好

玻璃砖,正确作出了界面MN、MP、NP,然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射.(1)由于激光很强,不能用眼睛直接观测,该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路,正确的插针顺序应是B(填选项前的字母).A.P1、P2、P

3、P4B.P4、P3、P2、P1C.P1、P2、P4、P3D.P4、P3、P1、P2(2)若P1P2与MN垂直,用量角器量得图中的θ1=60°,θ2=30°,则玻璃的折射率为A(填选项前的字母).A.√3B.√

33C.2√33D.√32(3)若激光器正常发光,平行于MN从玻璃砖NP界面垂直射入玻璃砖,如图中虚线箭头所示.该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线,则原因是激光在MP界面上发生了全反射;该同学在MP一侧没有找到出射光线,但在MN一侧找到了出射光线,他依然用被激光照亮的针确定了激

光在MN一侧的出射光线和NP一侧的入射光线,则测量后他能(选填“能”或“不能”)计算出玻璃的折射率.[解析](1)应该先插光路后面的针,否则光被挡住,后面的针无法确定位置,故正确的插针顺序应是P4、P3

、P2、P1.故选B.(2)在MP界面上,由几何关系知光的入射角为i=30°,折射角为r=60°,则玻璃的折射率为n=sin𝑟sin𝑖=sin60°sin30°=√3,故选A.(3)入射光线与MN平行,在MP一侧

没有找到出射光线,说明光线在MP上发生了全反射,根据几何关系可以求出光线在MN面上的入射角,由插针得出折射角,从而由折射率公式计算出折射率.