Question

在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图中①②③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？

Answer

见解析

【解析】甲同学测得的折射率与真实值相比偏小．由于所画玻璃砖的宽度比实际宽度大，测量的O′点比实际的O向右移，使所画的折射角θ2比实际的偏大，如图所示，由于入射角不变，根据n＝可知测得折射率偏小．乙同学测得的折射率与真实值相比不变；由于入射面aa′，和射出面bb′，不平行，使的上、下面两法线不平行，所以出射光线与入射光线不再平行，但不影响折射点O′，所以所画的折射角θ2与实际的相同．

丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大、可能偏小、可能不变．原因是当过P3、P4作直线与画出的界面bb′交于O′；若O′恰好落在画出的界面bb′和玻璃砖下表面的交点上，测得的折射率与真实值相比不变；若O′落在画出的界面bb′和玻璃砖下表面交点的左侧(折射角偏大)，测得的折射率与真实值相比偏小；若O′落在画出的界面bb′和玻璃砖下表面交点的右侧(折射角偏小)，测得的折射率与真实值相比偏大．