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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...

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P1P2,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P3P4,使P3挡住P1P2的像,P4挡住P3P1P2的像,在纸上标出大头针的位置和三棱镜的轮廓如图所示.

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(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________.

 

(1)见解析图 (2)角i和r或线段EF、OE、GH、OG的长度 (3) 或· 【解析】本题考查用插针法测折射率的应用及数据处理. (1)如图所示,画出过P1、P2的入射光线交AC面于O,画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O′,则光线OO′为在三棱镜中的折射光线. (2)在所画的图上标明入射角i和折射角r,或用刻度尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度. (3)n=,或n===·.  
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考点分析:
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如图所示,是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图.玻璃砖的入射面AB和射出面CD并不平行,则:

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(1)出射光线与入射光线还平行吗?

(2)以入射点O为圆心,以R5 cm长度为半径画圆,与入射光线PO交于M点,与折射光线OO′的延长线交于F点,过MF点分别向法线作垂线,测得满分5 manfen5.com1.68 cm满分5 manfen5.com1.12 cm,该玻璃砖的折射率n是多少?

 

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如图所示,某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率,OA是画在纸上的直线,他在直线OA适当位置先后竖直插上P1P2两枚大头针,如图放上玻璃砖(如粗黑线所示),然后插上P3P4大头针.

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(1)其中他确定P3大头针位置的方法应当是:________.

(2)若该同学实验操作规范准确,其记录的情况如图所示,该同学还用圆规做了一个以O为圆心,半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示),请您帮这位同学算出玻璃砖的折射率,写出必要的计算过程.

 

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测定玻璃砖的折射率的实验中,有两位同学各设计了一个记录表格,而且都已完成了计算.根据他们设计的表格所反映的信息,判断他们做的是否正确.

甲同学设计的表格是:

次数

入射角

θ1

sin θ1

折射角

θ2

sin θ2

n

n

1

30°

0.500

20.9°

0.357

1.40

1.40

2

45 °

0.707

30.5°

0.508

1.39

3

60°

0.866

38.0°

0.616

1.41

乙同学设计的表格是:

次数

1

2

3

角平均值

正弦值

n

入射角θ1

30°

45°

60°

45°

0.707

1.42

折射角θ2

20.9°

30.5°

38.0°

28.8°

0.497

(1)上述两位同学做的正确的是________(选填”)

(2)根据你的选择,请利用恰当的图像求出玻璃的折射率.

 

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某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3P4,使P3挡住P1P2的像,使P4挡住P3P1P2的像,在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示.

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(1)在图上画出所需的光路.

(2)为了测量出玻璃砖的折射率,需要测量的物理量有________(要求在图上标出)

(3)测出的折射率n________.

 

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如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的________面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔abc的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在ab位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为de两点,如图4-2-7乙所示.计算折射率时,用________(“d”“e”)点得到的值较小,用________(“d”“e”)点得到的值误差较小.

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