Question

【題目】利用插針法可以測量半圓柱形玻璃磚的折射率。實驗方法如下：在白紙上做一直線MN，并做出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚（底面的圓心為O）放在白紙上，它的直邊與直線MN對齊，在垂線AB上插兩個大頭針P1和P2，然后在半圓柱形玻璃磚的右側插上適量的大頭針，可以確定光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率。實驗室中提供的器材除了半圓柱形玻璃磚、木板和大頭針外，還有量角器等。

（1）某學生用上述方法測量玻璃的折射率，在他畫出的垂線AB上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針，但在半圓柱形玻璃磚右側的區域內，不管眼睛放在何處，都無法透過半圓柱形玻璃磚同時看到P1、P2的像，原因是_______措施是_________。

（2）為了確定光線P1P2通過半圓柱形玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側，最少應插___枚大頭針。

Answer 1

【答案】發生了全反射 P1P2向O點平行下移（或玻璃磚向上平移） 1

【解析】

（1）[1]在半圓柱形玻璃磚右側的區域內，不管眼晴放在何處，都無法透過半圓柱形玻璃磚同時看到P1、P2的像，原因是光線P1P2垂直于界面進入半圓柱形玻璃磚后，到達圓弧面上的入射角大于臨界角，發生全反射現象，光不能從圓弧面折射出來。

[2]可以讓P1P2向O點平行下移（或玻璃磚向上平移），使到達圓弧面上光線的入射角小于臨界角。

（2）[3]因為圓弧曲面已確定，入射光線在MN面上傳播方向不變，可以確定在圓弧面上的入射點，所以在玻璃磚的右側需插入1枚大頭針，即可確定折射光線。