小专题研究(五) 测定水的折射率的四种方法1.成像法原理:利用水面的反射成像和水面的折射成像。方法:如图 1 所示,在一盛满水的烧杯中,紧挨杯口竖直插一直尺,在直尺的对面观察水面,能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像,若从点 P 看到直尺在水下最低点的刻度 B 的像 B′(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度 A 的像 A′(反射成像)重合,读出 AC、BC 的长,量出烧杯内径 d,即可求出水的折射率:n= 图 12.插针法原理:利用光的折射定律。方法:如图 2 所示,取一方木板,在板上画出互相垂直的两条线 AB、MN,从它们的交点 O 处画直线 OP(使∠PON<45°),在直线 OP 上 P、Q 两点竖直插两枚大头针。把木板竖直插入水中,使 AB 与水面相平,MN 与水面垂直。在水面上观察,调整视线使 P 的像被 Q 的像挡住,再在木板 S、T 处各插一枚大针,使 S 挡住 Q、P 的像,T 挡住 S 及 Q、P 的像。从水中取出木板,画出直线 ST,量出图中的角 i、r,则水的折射率 n=sin i/sin r。图 23.视深法原理:利用视深公式 h′=h/n。方法:在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆,在水面上方吊一根针,如图 3 所示。调节针的位置,直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合,测出针尖距水面距离即为杯中水的视深h′,再测出水的实际深度 h,则水的折射率 n=h/h′。图 34.全反射法原理:利用全反射现象。方法:在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠,如图 4 所示。在水面上观察,看到一圆的发光面,量出发光面直径 D 及水深 h,则水的折射率 n=。图 4[例证] 如图 5 所示,在水面上放置一个足够大的遮光板,板上有一个半径为 r 的圆孔,圆心的正上方 h 处放一个点光源 S,在水面下深 H 处的底部形成半径为 R 的圆形光亮区域(图中未画出)。测得 r=8 cm,h=6 cm,H=24 cm,R=26 cm,求水的折射率。图 5[解析] 根据光路图,可知 sin θ1==0.8,sin θ2==0.6由折射定律得:n=得 n=。[答案] 1.学校开展研究性学习,某研究性学习小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图 6 所示。在一个圆形木盘上过其圆心 O 作两条相互垂直的直径 BC、EF,在半径 OA 上垂直圆盘面插下两枚大头针 P1、P2,并保持 P1、P2的位置不变,每次测量时,让圆盘的 BFC 部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径 BC 相平,EF 为界面的法线,而后在图中...