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某同学测定半圆形玻璃砖的折射率的主要实验过程如下(如图所示):a.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy后画一条线段AO表示入射光线;b.把半圆形玻璃砖M放在白纸
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/b64543a98226cffc9abcf330ba014a90f703ea9a.jpg)
a.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy后画一条线段AO表示入射光线;
b.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa′与Ox轴重合;
c.用一束平行于纸面的激光从y>0区域沿y轴负方向射向玻璃砖,并沿x轴方向调整玻璃砖的位置,使这束激光从玻璃砖底面射出后,仍沿y轴负方向传播;
d.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2;
e.在坐标系的y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住观察P1和P2的像;
f.移开玻璃砖,作OP3连线,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为B,与OP3连线的交点为C;
g.确定B点到x轴、y轴的距离分别为y1、x1,C点到x轴、y轴的距离分别为y2、x2.
(1)用步骤g中字母数据表示该玻璃砖的折射率为n=
x2 |
x1 |
x2 |
x1 |
(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2,其原因可能是______;为能透过玻璃砖看到P1、P2,他应在重新画线段AO时使AO与y轴间的夹角______(选填“增大”、“减小”).
▼优质解答
答案和解析
(1)设光线在x轴上的入射角为i,折射角为r,玻璃砖的半径为R,根据数学知识得:
sini=
,sinr=
则此玻璃折射率测量值的表达式为:n=
=
(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2像,其原因可能是:P1P2确定的光在aa′介面上入射角太大,发生了全反射.
为能透过玻璃砖看到P1、P2,他应在重新画线段AO时使AO与y轴间的夹角减小;
故答案为:(1)
;
(2)P1P2确定的光在aa′介面上入射角太大,发生了全反射;减小.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/83025aafa40f4bfb373088d6004f78f0f636184b.jpg)
sini=
x1 |
R |
x2 |
R |
则此玻璃折射率测量值的表达式为:n=
sinr |
sini |
x2 |
x1 |
(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2像,其原因可能是:P1P2确定的光在aa′介面上入射角太大,发生了全反射.
为能透过玻璃砖看到P1、P2,他应在重新画线段AO时使AO与y轴间的夹角减小;
故答案为:(1)
x2 |
x1 |
(2)P1P2确定的光在aa′介面上入射角太大,发生了全反射;减小.
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