Question

【題目】某研究性學習小組利用插針法可以測量半圓形玻璃磚的折射率。實驗探究方案如下：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通過玻璃磚后的光路，從而求出玻璃的折射率。實驗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）某同學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，但在半圓形玻璃磚的右側區域內，不管眼睛在何處，都無法透過玻璃磚同時看到P1、P2的像，原因是：__________________________。他應采取的措施是將半圓形玻璃磚沿MN線：_____（填：上移或下移）。

（2）為了確定光線P1P2通過玻璃磚后的光路，最少應插_____枚大頭針。

（3）請在半圓柱形玻璃磚的右側估計所插大頭針的可能位置，并用“×”表示，作出光路圖，為了計算折射率，應該測量的量（在光路圖上標出）有：________________，計算折射率的公式是：_____。

Answer 1

【答案】入射光線AB離圓心較遠，在半圓形面發生了全反射上1入射角i和折射角r

【解析】

（1）光線P1P2垂直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，光不能從圓弧面照射出來；向上移動半圓柱形玻璃磚，使到達圓弧面上的光線的入射角小于臨界角；
（2）作出光路圖如圖：

只需要一根大頭針就可以確定出折射光線1；
（3）為了計算折射率，應該測量的量有入射角i和折射角r，計算折射率的公式是：；