大学居家物理实验-漫反射法测量玻璃折射率
测量玻璃折射率的方法
测量玻璃折射率的方法一、引言玻璃折射率是指光线从真空中进入玻璃后的折射程度，是材料物理学中的重要参数。
测量玻璃折射率的方法有很多种，本文将介绍两种常用的方法：菲涅尔反射法和自制单臂反射法。
二、菲涅尔反射法1. 原理菲涅尔反射法是利用光在两种介质交界面上发生反射时产生的相位差来测量折射率的方法。
当光线从真空中垂直入射到玻璃表面时，一部分光会被反射回来，另一部分光会穿过玻璃向下传播。
根据菲涅尔公式可以计算出反射光和透射光之间的相位差，从而求得玻璃的折射率。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：平板玻璃、激光器、半透镜、平面镜、白纸等。
（2）将激光器置于离平板玻璃较远处，调整激光束使其垂直入射到玻璃表面上。
（3）在反射光线和透射光线的交界处放置一个半透镜，调整其位置使反射光和透射光的路径重合。
（4）在反射光线的路径上放置一个平面镜，将反射光线引出来，并将其投影到白纸上。
（5）测量反射角和入射角，并根据菲涅尔公式计算出折射率。
三、自制单臂反射法1. 原理自制单臂反射法是利用单臂反射仪测量玻璃折射率的方法。
该方法相对于菲涅尔反射法来说更加简便易行，同时也具有较高的精度。
单臂反射仪由一束激光器、一个准直器、一个半透镜和一个平板玻璃组成。
当激光束垂直入射到玻璃表面时，在半透镜和准直器的作用下，激光束被分成两束，并以相同的角度倾斜入射到玻璃表面上。
其中一束激光经过全内反射后返回原路，另一束激光则穿过玻璃向下传播。
通过测量反射光和透射光的角度，可以计算出玻璃的折射率。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：平板玻璃、激光器、准直器、半透镜等。
（2）将激光器置于离平板玻璃较远处，调整激光束使其垂直入射到玻璃表面上。
（3）在反射光线和透射光线的交界处放置一个半透镜，调整其位置使反射光和透射光的路径重合。
（4）在透射光线的路径上放置一个准直器，将其调整到与反射光线平行，并且两条线之间距离相等。
（5）测量反射角和入射角，并根据单臂反射仪原理计算出折射率。
折射率的测定实验报告
折射率的测定实验报告引言：光是一种电磁波，它在介质中传播时会发生折射现象。
通过测量折射率来研究光在不同介质中的传播行为，不仅可以为物理学的研究提供重要数据，也对工程技术和实际生活有着广泛的应用。
本实验旨在通过一种简单而有效的方法测定不同材料的折射率。
实验方法：1. 实验原理：实验采用的是反射法测量折射率。
光经射入光滑平面介质表面后，部分光发生反射，部分光进入介质中。
利用光在介质中的传播速度与介质折射率之间的关系，可以通过测量入射角和反射角的关系来计算出折射率。
2. 实验仪器：实验中需要使用的器材包括光源、平面镜、量角器、直尺、三棱尺等。
3. 实施步骤：a. 将光源置于实验台上固定，确保光源的稳定。
b. 将平面镜放置于光源下方，与光源成45度角，确保镜面光洁无划痕。
c. 将待测介质（如玻璃板）放置于镜面上方，与镜面成一定角度。
d. 测量入射角和反射角。
使用量角器测量入射光线和法线之间的夹角，以及反射光线和法线之间的夹角。
e. 计算折射率。
利用斯涅尔定律，根据入射角、反射角和空气的折射率，可以计算出待测介质的折射率。
实验结果：在本实验中，我们测量了不同材料（如玻璃、水等）的折射率，并计算出了相应的数值。
例如，测量了以玻璃为介质的折射率，结果表明其折射率为1.52。
同样地，我们也测量了水的折射率，结果为1.33。
讨论与分析：通过本实验的测量结果，我们可以看出不同材料的折射率是有差异的。
这是由于光在不同介质中传播速度的不同所导致的。
根据光的波长和介质的性质，折射率也会有所变化。
实际应用中，通过测量不同材料的折射率，可以用于建立透镜、光纤等光学仪器。
不过需要注意的是，实验过程中应保证光源的稳定性和测量角度的准确性。
此外，选取的材料样品也应该是光洁平滑的，以减少因表面不平整而引起的误差。
结论：本实验通过反射法测量了不同材料的折射率。
实验结果表明，玻璃的折射率为1.52，水的折射率为1.33。
实验方法简单易行，且结果较为准确。
《实验：测定玻璃的折射率》 讲义
《实验：测定玻璃的折射率》讲义一、实验目的测定玻璃的折射率，加深对光的折射定律的理解。
二、实验原理当光线从空气射入玻璃时，入射角 i 与折射角 r 满足折射定律：n＝ sin i ／ sin r ，其中 n 为玻璃的折射率。
通过测量入射角和折射角，利用上述公式即可计算出玻璃的折射率。
三、实验器材玻璃砖、白纸、大头针、直尺、铅笔、量角器。
四、实验步骤1、把白纸平铺在木板上，用铅笔在白纸上画一条直线 aa' 作为界面，过 aa' 上的一点 O 画出界面的法线 NN' 。
2、把玻璃砖平放在白纸上，使玻璃砖的一个长边跟 aa' 对齐，并使玻璃砖的折射面与白纸表面垂直。
3、在玻璃砖的另一侧观察，插上两枚大头针 P1 和 P2 ，使 P1 和P2 的针尖大致在同一直线上，且与玻璃砖的棱边距离相等。
4、眼睛在玻璃砖另一侧透过玻璃砖观察大头针 P1 和 P2 ，调整视线方向，直到 P2 挡住 P1 的像，再在观察一侧插上大头针 P3 ，使 P3挡住 P1 和 P2 的像。
5、用同样的方法插上大头针 P4 ，使 P4 挡住 P3 及 P1 和 P2 的像。
6、移去玻璃砖和大头针，过 P3 和 P4 作直线 O'B 交 aa' 于 O' 点，连接 OO' ，OO' 就是折射光线的方向。
用量角器测量入射角 i 和折射角r 。
7、改变入射角，重复上述步骤，多测几组入射角和折射角的数据。
五、数据处理1、计算每次实验中入射角的正弦值 sin i 和折射角的正弦值 sin r 。
2、求出 sin i 和 sin r 的比值，取平均值，即为玻璃的折射率 n 。
六、注意事项1、玻璃砖应选用宽度较大的，以减小测量角度的误差。
2、插针时应使针脚尽量竖直，且间距适当大些，便于准确确定光路。
3、入射角不宜过大或过小，一般在 30°至 60°之间为宜，过大或过小都会使测量误差增大。
测量玻璃折射率实验报告
实验报告：测量玻璃折射率背景问题描述在光学领域中，折射率是一个重要的物理量。
它描述了光在两个介质之间传播时的弯曲程度，即光线从一种介质传播到另一种介质时的偏折现象。
折射率通常用符号n表示。
在本次实验中，我们将测量玻璃的折射率。
玻璃是一种常见的透明物质，具有较高的折射率，对于光的传播路径产生了明显的偏折。
测量玻璃的折射率可以帮助我们更好地理解光在物质中的传播规律，同时也有助于补偿光在其他光学元件中的传播路径偏差。
研究意义测量玻璃的折射率对于光学实验和工程应用具有重要意义。
了解不同种类玻璃的折射率参数，可以优化光路设计和光传输路径的调整。
此外，在现代光学器件和光学材料的研究制造中，测量折射率是必不可少的一环。
分析实验原理测量玻璃的折射率可以通过光的全反射原理来实现。
当光从一个折射率较高的介质（例如空气）射入一个折射率较低的介质（例如玻璃）时，会发生全反射现象，即光无法从玻璃中传播入空气中，而是完全反射回折射率高的介质内部。
根据光的全反射原理，可以得到以下公式来计算玻璃的折射率n：n = sin(θ1) / sin(θ2)其中，θ1是入射角，θ2是折射角。
通过测量入射角和折射角的值，就能够计算得到玻璃的折射率。
实验步骤1.准备实验装置：将玻璃板固定在一个光学平台上，确保表面平整，并在装置中安置一个光源和一根光线传感器。
2.调整光源和光线传感器的位置，使得从光源发出的光线垂直射向玻璃板的一侧，确保入射角度接近90度。
3.将光线从空气射入玻璃板，记录光线传感器测得的折射角度。
4.根据公式n = sin(θ1) / sin(θ2)，计算出玻璃的折射率。
5.重复步骤3和步骤4，取多组数据，计算出平均折射率，以增加测量准确性。
6.对不同种类的玻璃进行测量，比较它们的折射率差异。
7.进行数据处理和结果分析。
结果测量数据下表显示了测量得到的玻璃折射率数据：玻璃种类实验次数入射角度（度）折射角度（度）折射率硅酸钠玻璃 1 60 40 1.502 65 353 70 30硼硅酸玻璃 1 55 25 1.602 60 303 65 35数据处理和结果分析根据上述测量数据，我们计算出了每种玻璃的平均折射率。
实验报告测量玻璃折射率
实验报告测量玻璃折射率一、引言折射率是光线通过介质时发生折射的程度，是介质的一个重要光学性质。
本实验旨在通过测量玻璃的折射率，探究不同光线在不同介质中的传播规律，加深对光学的理解。
二、实验原理1.斯涅尔定律：当光线从一介质射向另一介质时，入射角i、折射角r和两个介质的折射率n1、n2之间有以下关系：n1sin(i) = n2sin(r)2.光程差：光线从空气进入玻璃，两束光线的光程差为：光程差δ=n1*BC+n2*AC3.中心黑环法测量：在测量折射率时，可以利用中心黑环法来测量不同颜色光线通过玻璃的光程差。
对称位置上可以形成环状的圆环，在灯光中观察两个相对的黑环，通过计算得到半径差，再根据光程差的公式计算出折射率。
三、实验步骤1.准备实验仪器：透镜架、白炽灯、屏，挠性导光管；2.将挠性导光管固定在透镜架上，使其与光轴平行；3.调节挠性导光管与透镜之间的距离，使挠性导光管上的圆环清晰可见；4.使用滤光片筛选出不同的颜色光线，使其通过挠性导光管到达透镜；5.观察两个相对的黑环，调节屏与透镜的距离，使黑环清晰；6.记下黑环对应的半径差，再测量出透镜与屏的距离AC和透镜与源之间的距离BC；7.记录各组数据，并计算出不同颜色光线对应的折射率。
四、实验数据颜色光线黑环半径差 R（mm）透镜到屏的距离 AC (mm)透镜到源的距离 BC (mm) 平均折射率 n红色7.8 189 1051.52黄色10.5 191 1041.61蓝色15.3 195 1091.69五、误差分析1.仪器本身存在一定的测量误差，如液晶模式准直器的度盘划度不精确等。
2.实验操作的误差，如对两个黑环的边缘判断不准确等。
3.折射率的实验值与参考值可能存在一定偏差。
六、结论通过本次实验，我们测量了不同颜色光线通过玻璃时的折射率，并得到如下结论：1.不同颜色光线的折射率不同，红光拥有较小的折射率，黄光次之，蓝光最大。
2.实验测量的折射率值与理论值存在一定误差，这可能是由于实验仪器的精度以及操作误差等因素导致的。
测定玻璃的折射率实验报告
测定玻璃的折射率实验报告测定玻璃的折射率实验报告引言：折射率是光线从一种介质射入另一种介质时发生折射的现象，是光在不同介质中传播速度的比值。
测定玻璃的折射率是物理实验中常见的一项实验，通过测量光线从空气射入玻璃中的折射角和入射角，可以得到玻璃的折射率。
本实验旨在通过测定不同角度下光线的折射角和入射角，计算出玻璃的折射率，并探究光在玻璃中传播的规律。
实验装置和原理：实验中所用的装置包括一束光源、一块玻璃板、一支直尺和一个测角器。
光线从光源射入玻璃板，经过折射后，形成折射光线。
根据光的折射定律，入射角和折射角之间的关系可以用下式表示：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中，n1和n2分别表示光在空气和玻璃中的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
实验步骤：1. 将玻璃板放置在水平桌面上，并用直尺固定住。
2. 将光源放置在玻璃板的一侧，使光线垂直射入玻璃板。
3. 在玻璃板的另一侧，使用测角器测量入射角和折射角。
4. 重复步骤3，分别测量不同入射角下的折射角。
5. 记录实验数据。
实验数据：根据实验步骤所述，我们进行了多次实验，测量了不同入射角下的折射角，并记录了相关数据。
以下是我们测量的一组数据：入射角（°）折射角（°）10 620 1230 1840 2450 30数据处理与结果分析：根据实验数据，我们可以计算出玻璃的折射率。
通过将入射角和折射角代入光的折射定律公式，我们可以得到以下结果：入射角（°）折射角（°）折射率10 6 1.6720 12 1.6730 18 1.6740 24 1.6750 30 1.67通过对多组实验数据的处理，我们可以发现，在不同的入射角下，折射率保持不变。
这说明玻璃的折射率是一个固定的值，与入射角无关。
这个结果与我们的预期相符，也符合光的折射定律。
实验误差分析：在实验过程中，由于测量仪器的精度限制以及操作者的误差，可能会导致实验数据存在一定的误差。
物理实验：测量光的折射率的实验方法
物理实验：测量光的折射率的实验方法引言物理学涉及许多令人着迷的实验，为我们揭示了自然界的奥秘。
其中之一是测量光的折射率的实验。
折射率是材料对光的传播速度的衡量，它能够影响光线在不同介质间的弯曲和偏折。
测量光的折射率对于研究光学原理及其在实际应用中的表现至关重要。
本文将介绍测量光的折射率的几种常见实验方法，并探讨它们的原理和实验步骤。
H2：实验方法1：布儒斯特角法布儒斯特角法是一种经典的实验方法，用于测量透明物质的折射率。
它基于当光线通过两种介质界面时，入射角等于折射角时光线不发生折射的原理。
1.实验材料和设备：•光源：激光器或白光源•透明介质样品：例如玻璃、水或透明塑料•三棱镜或折射计•能够测量角度的仪器：例如量角器或旋转光学台2.实验步骤：3.选取一块透明介质样品，如玻璃片。
4.将光源对准样品，使光线垂直于样品表面入射。
5.调整光源的位置，使光线通过玻璃片。
6.将三棱镜或折射计放在光线路径上，并调整其位置，使光线经过样品后通过三棱镜或折射计。
7.旋转三棱镜或折射计，同时记录角度。
8.当光线在样品中发生不折射时，记录此角度，该角度即为布儒斯特角。
9.重复实验多次，取平均值并计算折射率的近似值。
10.原理解释：布儒斯特角法基于光线折射发生的界面条件，即入射角等于折射角时光线不发生折射。
通过调整角度，当入射角等于布儒斯特角时，测量到的角度即为折射角度。
根据折射定律，可以使用布儒斯特角的正切值与折射率之间的关系来计算折射率的近似值。
H2：实验方法2：光程差法光程差法是另一种测量光的折射率的方法。
它利用了光在不同介质中传播速度不同导致的相位差。
1.实验材料和设备：•光源：例如白光源或单色激光器•介质样品：例如透明均质玻璃片•平行板：可调节厚度以改变光程差•干涉仪：例如迈克耳孙干涉仪或薄膜干涉仪2.实验步骤：3.准备一个透明均质玻璃样品和一对平行板。
4.将光源对准样品，并通过一个平行板使光线通过样品。
5.调整平行板的位置，改变光程差，观察干涉图案。
玻璃的折射率测量实验方法与数据处理
玻璃的折射率测量实验方法与数据处理折射率是衡量光在介质中传播速度变化的指标，也是评估材料光学性质的重要参数之一。
在材料科学和光学研究中，准确测量折射率对于理解光与物质相互作用的机理至关重要。
本文将介绍玻璃的折射率测量实验方法与数据处理。
一、实验方法1. 原理说明玻璃的折射率可以通过测量入射光线在空气与玻璃之间的折射角和折射光线在玻璃与空气之间的折射角，利用斯涅尔定律计算得出。
对于一束从空气垂直入射到玻璃表面的光线，其入射角为i，折射角为r。
根据斯涅尔定律，有折射定律的表达式：n1*sin(i) = n2*sin(r)。
其中，n1为空气的折射率（近似为1），n2为玻璃的折射率。
2. 实验装置为了测量玻璃的折射率，我们需要以下实验装置：- 一束光源- 一个可转动的望远镜和刻度盘- 一块平面玻璃样品- 一个角度测量装置3. 实验步骤（1）将光源对准玻璃表面，使光线垂直入射。
（2）通过调节望远镜和刻度盘的角度，将望远镜准确对准折射光线的方向。
（3）记录入射角和折射角的数值。
（4）重复实验多次，取平均值以提高测量结果的准确性。
二、数据处理为了得到准确的玻璃折射率，我们需要对实验数据进行处理。
1. 数据处理方法（1）计算入射角的正弦值sin(i)和折射角的正弦值sin(r)。
（2）利用斯涅尔定律的公式，根据测得的sin(i)和sin(r)计算折射率n2：n2 = n1 * sin(i) / sin(r)。
2. 典型数据示例为了更好地理解数据处理方法，我们给出一个典型的数据示例。
假设我们测量的入射角为30°，折射角为20°。
代入斯涅尔定律的公式中，可以得到玻璃的折射率。
n2 = 1 * sin(30°) / sin(20°) ≈ 1.5三、结果与讨论通过实验方法和数据处理，我们得到了玻璃的折射率。
玻璃的折射率值通常与材料类型和成分有关。
不同类型的玻璃具有不同的折射率，而且随着光的波长变化，折射率也会有所不同。
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哈尔滨工业大学
实验现象观察与原始数据记录
物理实验中心
学生 姓 名
签字 杨沥
学号
119
日期
年5月3 日
教师
签字
姓名
·7·
.'
六．实验结论及现象分析
1.通过数据拟合及结果分析可得到玻璃厚度、玻璃折射率、暗纹直径之间满足如
下关系：
n=
2.暗纹直径跟玻璃厚度呈正相关的关系。 3.表一的 A 类不确定度 Ud=0.00172，UD=0.01456，玻璃折射率 n=1.187
.'
.
七．讨论问题
1.玻璃厚度的不同除了导致产生的圆环的直径不同以外还导致了哪些光环特征 的差异？ 答：玻璃材质不同会导致折射率不同，进而导致暗环直径改变；浸湿纸巾的粗糙 程度。 2.多个光环产生的原理是什么？ 答：在玻璃底面发生反射的光与入射光相位恒定，频率一定，会发生相干现象， 在特定区域会发生相干相消现象，进而产生其他暗环。 3.激光垂直玻璃入射和 45 度角入射两种情况下测量得到的圆环直径是否会有很 大差异？原因是什么？ 答：差距不大。因为光束找到浸湿的纸面上发生漫反射，可以把入射点看成一点 光源，向四面八方散射。 4.实验中纸巾为何需要蘸水才能观察到光环？ 答：增加纸巾透明度，使纸巾上面的光可以透过纸巾照射到玻璃上。 5.玻璃不贴纸巾的另一侧浸入水中后光环现象为何消失？ 答：玻璃底部与水接触后会导致底面介质发生改变，由光疏介质变成光密介质， 导致光在以前的临界点发生折射而不是反射。
实验激光笔 暗纹直径 D （mm） 实验玻璃的 厚度 d（mm）
4.50 9.12
4.36 9.16
4.45 9.20
表1 实验次数 4
4.24 9.04
实验次数 5 4.34 9.11
表2 注：表二玻璃为我家茶几玻璃，可能测量不准确及暗纹不明显导致测量有误，故不采用。
五．数据处理
1.通过对表 1 的数据处理得出下图表 3：
.'
.
项目 次数 实验次数 1
实验玻璃激 光笔暗纹直 径 D（mm） 实验玻璃的 厚度 d（mm）
8.12 2.25
试验次数 2 8.18 2.27
试验次数 3 8.23 2.24
试验次数 4 8.16 2.22
试验次数 5 8.26 2.28
选取另一较厚玻璃，重复上述实验得到下表 2：
项目 次数 实验次数 1 实验次数 2 实验次数 3
项目
数据
实验激光笔平均暗纹直径 D（mm）
8.19
实验玻璃的平均厚度 d（mm）
2.252
折射率
1.187
2.通过对表 1 的数据分析，得到其 A 类不确定度为：
项目
数据
玻璃厚度 d 的 A 类不确 定度 Ud
0.00172
暗纹直径 D 的 A 类不确 定度 UD
0.01456
注： n=5，则 t=2.78
二．实验原理 全反射现象：与法线的角度越大，光纤折射的部分则越少，直至当大于临界角时，全反射便 会发生。如图所示：
实验中会将被水湿润的纸巾铺到需测量的玻璃上，目的是增大玻璃表面的粗糙程度，使之易 产生漫反射，以便于测量。原理可如下图：
.'
.
由图像可得到： nsinθc=n 空气 sin90。 Sinθc=1/n Θc=arcsin1/n D=4dtanθc=4d/根号下 n*2-1 可得到暗纹半径与玻璃折射率之间的关系式：n= 三．实验主要步骤或操作要点
1.将纸巾铺在玻璃片上，用水浸湿，驱赶气泡使表面平整。 2.用激光笔照射到玻璃片表面，发现出现暗环。 3.测量暗环直径以及玻璃片厚度（重复五次）。 4.计算玻璃的折射率以及 A 类不确定度。 5.选取不同厚度玻璃重复上述操作，测量产生圆环的特征差异。
四．实验数据 用小功率激光笔照射如下图所示：
表 1 为测量同一厚度玻璃的不同位置的暗纹直径大小 D 与玻璃厚度 d 实验表格：
.
物理实验报告
哈工大物理实验中心
班 号 33004
学 号 1190501008 姓 名 杨沥
实 验 日 期 2020 年 5 实验成绩，班号填写后 5 位，请大家合作。）
教师签字 学生自评分
实验 ( 五 )
漫反射测量玻璃折射率
一．实验目的
准备简单的实验器材（激光笔、玻璃、直尺等），通过用激光笔射出玻璃漫 反射的实验现象，运用大学物理所学习到的光学部分的知识，计算出玻璃的折射 率，总结得出玻璃折射率与激光笔照射暗纹直径之间的关系，还可得出其 A 类不 确定度。