Question

利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率。实验方法如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P₁和P₂，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P₁P₂通过半圆柱形玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。

（1）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P₁、P₂两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P₁、P₂的像，原因是_______措施是_________。

（2）为了确定光线P₁P₂通过半圆柱形玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插___枚大头针。

Answer

发生了全反射 P1P2向O点平行下移（或玻璃砖向上平移） 1

【解析】

（1）[1]在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，不管眼晴放在何处，都无法透过半圆柱形玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后，到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出来。

[2]可以让P1P2向O点平行下移（或玻璃砖向上平移），使到达圆弧面上光线的入射角小于临界角。

（2）[3]因为圆弧曲面已确定，入射光线在MN面上传播方向不变，可以确定在圆弧面上的入射点，所以在玻璃砖的右侧需插入1枚大头针，即可确定折射光线。