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文档简介
考点2创新试验提升(实力考点·深度研析)试验原理和试验过程的创新1.利用本试验的方法还可以测量其他物质的折射率。2.可以利用全反射的方法测物质的折射率。►考向1试验方法的迁移应用某校开展探讨性学习,某探讨小组依据光学学问,设计了一个测液体折射率的仪器。如图所示,在一个圆盘上,过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上,垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,并使液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域视察P1、P2,在圆周EC部分插上P3,使P3挡住P1、P2的像。同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要依据P3所插的位置,就可以干脆读出液体折射率的值。(1)若∠AOF=30°,OP3与OC之间的夹角为30°,则P3处刻的折射率的值为eq\r(3)(1.73也正确)。(2)图中P3、P4两处,对应折射率大的是P4。(3)作AO的延长线交圆周于K,K处对应的折射率为1。[解析](1)由题图看出,入射角i=∠AOF=30°,折射角r=∠EOP3=60°,则P3处所对应的折射率的值n=eq\f(sinr,sini)=eq\f(sin60°,sin30°)=eq\r(3)。(2)依据折射定律n=eq\f(sinr,sini),可知P4处对应的折射率较大。(3)作AO的延长线交圆周于K,这种状况下入射角与折射角相等,则知K处所对应的折射率的值是1。►考向2试验原理的创新(2024·江苏淮安市调研)某同学用半圆柱玻璃砖做测量玻璃的折射率试验,他的操作步骤如下:A.用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d,算出半径r=eq\f(d,2),然后确定圆心的位置,记在玻璃砖上;B.在白纸上画一条直线作为入射光线,并在入射光线上插两枚大头针P1和P2;C.让入射光线与玻璃砖的直径垂直,入射光线经过圆心O;D.以圆心O为轴,缓慢逆时针转动玻璃砖,同时调整视线方向,直到从AB下方恰好看不到P2和P1的像,然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB,并作出光路图,如图所示。(1)看不到P2和P1的像是因为发生了全反射;(2)只运用毫米刻度尺,还须要测量CD(选填“OD”或“CD”)的长度,记作l;(3)玻璃砖折射率的表达式n=eq\f(d,2l)。[解析](1)看不到P2和P1的像是由于光线在AB面上发生了全反射。(2)(3)只要测出“CD”的长度l,就相当于测出了临界角的正弦值,即sinC=eq\f(l,r),而sinC=eq\f(1,n),可得折射率n=eq\f(d,2l)。现要估测一矩形玻璃砖的折射率n,给定的器材有:待测玻璃砖、白纸、铅笔、大头针1枚、直尺、直角三角板。试验时,先将直尺的一端O和另一点M标上两个明显的标记,再将玻璃砖平放在白纸上,沿其两个长边在白纸上画出两条直线AB、CD,再将直尺正面紧贴玻璃砖的左边缘放置,使O点与直线CD相交,并在白纸上登记点O、M的位置,如图所示,然后在右上方通过AB所在界面对左下方视察,调整视线方向,直到O点的像与M点的像重合,再在AB直线上插上大头针,使大头针挡住M、O的像,登记大头针P点的位置。(1)请在原图上作出光路图;(2)计算玻璃砖的折射率的表达式为n=eq\f(OP,MP)。(用字母P和图中已知线段字母表示)。[解析](1)调整视线方向,当O点的像和M点的像重合时,从O点发出的光线经玻璃砖折射后与从M点发出的光线经AB面反射后重合。在AB直线上插上大头针,使大头针挡住M、O的像,则大头针的位置为折射光线射出玻璃砖的点和从M点发出的光线在AB面上的反射点,如图所示。
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