Question

【題目】某同學(xué)利用“插針法”測量一長方體玻璃磚的折射率，部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將一張方格紙固定在木板上，玻璃磚放在方格紙上，如圖所示，在紙上畫出玻璃磚的兩條邊a和a′；

②在玻璃磚的一側(cè)插上兩個大頭針P1、P2，然后眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，插上第三個大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上第四個大頭針P4，使P4 擋住P3和P1、P2的像。

請根據(jù)該同學(xué)的做法按下列要求作答：

I.在圖中作出完整光路圖和所需的輔助線，并求出該玻璃磚的折射率；

II.己知玻璃磚的厚度為d，光在真空中的傳播速度為c，求本次實(shí)驗(yàn)中光通過玻璃磚所用的時間（不考慮反射）。

Answer 1

【答案】I.光路如圖所示:

折射率：n=；

II.光通過玻璃磚所用時間

【解析】

I.光路如圖所示，設(shè)P1P2與a的交點(diǎn)為O1，P3P4與a'的交點(diǎn)為O2，過O1作a的垂線，交a'于B點(diǎn)，過P1做a的平行線，與過O1的垂線相交于A點(diǎn)；

在△P1O1A中，設(shè)∠P1O1A=1，則sin1=

在△O1O2B中，設(shè)∠O1O2B=2，則sin2=

由折射定律，n=

II.光在玻璃磚中的速度

光在玻璃磚中通過的路程 s= O1 O2

O1 O2=

光通過玻璃磚所用時間