1.关于正弦值
当光由真空中射入某种介质中,入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的,但正弦值之比是一个常数。
2.关于常数n
入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数,但不同介质具有不同的常数,说明常数反映着该介质的光学特性。
3.光传播速度
介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关,即n=,由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v,所以任何介质的折射率n都大于1,因此,光从真空斜射入任何介质时,入射角均大于折射角;而光由介质斜射入真空时,入射角均小于折射角。
4.决定因素
介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量,它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定,不随入射角、折射角的变化而变化。
[例1] 如图3所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3,图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
图3
(1)设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量________,则玻璃砖的折射率可表示为________。
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将________(选项"偏大""偏小"或"不变")。
[解析] (1)sin i=,sin r=,因此玻璃的折射率n===,因此只需测量l1和l3即可。
(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时,在处理数据时,认为l1是不变的,即入射角不变,而l3减小,所以测量值n=将偏大。
[答案] (1)l1和l3 n= (2)偏大
[例2] 如图4所示某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时,先在白纸上作一与玻璃圆柱同半径的圆,圆心为O,将玻璃圆柱平放在白纸上,使其边界与所画的圆重合。在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2,再在另一侧先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃观察时,大头针P4和P3与P2和P1的像恰在一直线上,移