Question

8．如圖所示，某同學為了測量截面為正三角形的三棱鏡玻璃折射率，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的左側(cè)插上兩枚大頭針P₁和P₂，然后在棱鏡的右側(cè)觀察到 P₁像和P₂像，當P₁的像被恰好被P₂像擋住時，插上大頭針P₃和P₄，使P₃擋住P₁、P₂的像，P₄擋住P₃和P₁、P₂的像．在紙上標出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖所示．
（1）在圖上畫出對應的光路；
（2）為了測出三棱鏡玻璃材料的折射率，若以AB作為分界面，需要測量的量是入射角θ₁ 和折射角θ₂，在圖上標出它們；
（3）三棱鏡玻璃材料折射率的計算公式是n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．
（4）若在測量過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移（移至圖中的虛線位置底邊仍重合），則以AB作為分界面，三棱鏡材料折射率的測量值大于 三棱鏡玻璃材料折射率的真實值（填“大于”、“小于”、“等于”）．

Answer 1

分析 （1）連接P₁和P₂，作為入射光線，連接P₃和P₄，作為出射光線，再作出光路圖．
（2）根據(jù)折射率公式，知需要測量入射角θ₁、折射角θ₂．
（3）根據(jù)折射率公式求出折射率．
（4）在測量過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了微小的平移，以AB作為分界面，分析入射角與折射角的變化，確定誤差．

解答 解：（1）畫出光路圖如圖所示．

（2）為了測出三棱鏡玻璃材料的折射率，若以AB作為分界面，根據(jù)折射定律可知，需要測量的量是入射角θ₁、折射角θ₂．
（3）棱鏡玻璃材料折射率的計算公式是n=$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．
（4）若在測量過程中，放置三棱鏡的位置發(fā)生了如圖所示的微小平移，仍以AB作為分界面，由圖看出，

入射角沒有改變．測量出來的折射變小，如圖中實線光路所示，則由折射定律得知，測量值將大于真實值．
故答案為：（1）畫出光路圖如圖所示．
（2）入射角θ₁、折射角θ₂．
（3）$\frac{sin{θ}_{1}}{sin{θ}_{2}}$．
（4）大于．

點評 本題是插針法測量玻璃磚折射率的實驗，實驗原理是核心，根據(jù)原理確定所要測量的量，進行誤差分析．