掠入射法测量棱镜的折射率实验报告
测量双棱镜的锐角及折射率实验报告
测量双棱镜的锐角及折射率实验报告1.了解双棱镜的结构和工作原理；2.掌握用双棱镜测量介质的折射率的方法。
实验仪器：双棱镜、单色光源、读数显微镜、三角架、光学平台和光学平台夹子。
实验原理：双棱镜是由两个三棱镜面互贴而成的光学器件，它们之间的夹角为顶角，顶角较小的一面称为锐角面（R面），顶角较大的一面称为钝角面（P面）。
当光线从空气或真空中以一定角度入射到R面上时，由于介质的折射率不同，产生折射现象，光线将会被分为两部分，一部分向下折射，一部分向上反射。
反射光线不参与后续测量。
在实验中，利用单色光源照射双棱镜的方案来测量双棱镜的折射率。
将光源固定在三角架上，使其照射到双棱镜的R面上。
通过读数显微镜来读取当光线从空气中入射，并通过P面后，再次进入空气时的偏转角度θ。
此时，光线的折射角为i=θ/2。
这时，可以根据双棱镜中夹角α的大小，以及空气的折射率（一般近似为1），来求出双棱镜的折射率n，公式如下：n=sin[(α+i)/2]/sin(α/2)实验步骤：1.固定双棱镜，调整单色光源的灯丝位置，使光线方向与双棱镜的R面成较小的角度。
2.通过读数显微镜来读取光线从空气中入射，并通过P面后，再次进入空气时的偏转角度θ。
3.更换双棱镜的R面和P面，重新测量一组数据。
4.测量完成后，记录所得数据并计算双棱镜的折射率n。
实验结果：测量数据记录表如下：测量次数α（°）i（°）n1 60 31.6 1.532 60 31.6 1.53平均值60 31.6 1.53根据公式n=sin[(α+i)/2]/sin(α/2)，可得双棱镜的折射率n=1.53。
实验结论：通过测量双棱镜的锐角及折射率，我们可以得到以下结论：1.双棱镜的折射率是由顶角的大小决定的。
2.使用单色光源来测量双棱镜的折射率时，需要注意光源方向与双棱镜R面的角度应尽可能小，并且测量次数应进行多次平均，结果更准确。
3.值得注意的是，此实验的测量结果可能存在一定误差，因此在进行实验和计算时必须进行精心设计和计算，以确保结果的准确性。
物理《测定三棱镜折射率》的实验报告
物理《测定三棱镜折射率》的实验报告实验目的：1.学习了解三棱镜的折射现象。
2.了解测量折射率的方法。
3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。
4.掌握数据处理和误差分析方法。
实验器材：三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。
实验原理：当光线通过三棱镜时，会发生折射和反射两种现象。
根据光的折射定律，入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$，其中$n$为折射率，$i$为入射角，$r$为折射角。
根据实验测得的入射角和折射角的数值，可以计算出三棱镜的折射率。
实验步骤：1.将三棱镜固定在调节盒上，并将调节盒安装在经纬仪上，使其处于水平状态。
2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上，确保经纬仪的刻度盘可读，并能顺利旋转。
3.使用光源放置在三棱镜的一侧，通过调整光源的位置和角度，使得射入的光线水平地射入到三棱镜中。
4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值，分别记录下来。
5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的折射率。
6.重复上述步骤，进行多次测量，取平均值作为最终的实验结果。
实验结果与讨论：经过多次测量，得到的入射角和折射角的数值如下所示：实验次数，入射角（度），折射角（度）--------，-------------，-------------1，50.2，32.42，49.8，32.23，49.6，32.34，50.0，32.65，50.1，32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为：$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果：$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括：1.入射角和折射角的测量误差，由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。
8.掠入射法测量棱镜的折射率
1 1 (ξ ′+ξ ′′ ) = (θ II − θ I ) + θ II ′ − θ I ′ 2 2
(
)
Sx =
∑ (x − x )
i
2
n( n − 1)
折射率的测量
弧度（rad）
测量 序号
1 2 3
左游标窗口 法线 ϕ1 出射线 ϕ I ′ 2.128 1.446 2.115 1.429 2.204 1.520
A
60.000 60.003 59.998 60.001
序号
1 2 3 平均值
ξ
50.833 50.838 50.839 50.837
由表1得：三棱镜的顶角平均值 A 由表2得：三棱镜的最小偏向角平均值 ξ 故 三棱镜的顶角为 最小偏向角为
65.000 60.000 55.000 50.000 45.000 1 2
Sx =
∑ (x − x )
i
2
n( n − 1)
α + sin imin )2 cos2 imin 2 Si 2 min (cos α + sin imin ) + 1 sin 2 α
2
1.047 最小偏向角测得折射率 1.646639
0.887
imin
0.6871 0.6861 0.6864 0.6865 0.00061
n
1.6479 1.6472 1.6474 1.6475 0.0041
imin
39.367 39.308 39.325
2/(4*((cos(a) + sin(i))^2/sin(a)^2 + 1)) 1.9691 0.4984
不确定度 ∆A = 0.0029 不确定度 ∆ξ = 0.0035
掠入射法测量棱镜的折射率实验报告
、实验名称:掠入射法测量棱镜的折射率二、实验目的：掠入射法测定棱镜的折射率。
三、实验器材：分关计、钠光灯（波长打=589.3nm ）、棱镜、毛玻璃。
四、实验原理：如图所示为掠入射法。
用单色扩展光源照射到棱镜AB面上，使扩展光源以约90角掠入射到棱镜上。
当扩展光源从各个方向射向AB面时，以90入射的光线的内折射角最大，为i2max，其余入射角小于90的，折射角必小于i2max，出射角必大于i lmin，而大于90的入射光不能进入棱镜。
这样，在AC侧面观察时，将出现半明半暗的视场。
明暗视场的交线就是入射角i^ 90的光线的出射方向。
可以证明：掠入射法五、实验步骤:1、由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC出射面观察出射光时，可看到入射角满足hmin < i^：：90的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区，存在两条明暗交界线。
合理摆放钠光灯光源与棱镜入射面的位置，在望远镜中找出这个亮区。
2、旋转载物台，使入射到棱镜入射面的光线越来越少，当光源只有入射角约90"的入射光线射入棱镜，望远镜中观察到的视场将由亮区慢慢收窄成为一条清晰的细亮线，此时的亮线就是入射角i^ 90的光线的出射方向。
记录此时亮线的角度i lmin o3、测量棱镜的顶角：•，计算棱镜折射率。
六、实验数据记录棱镜顶角的测量数据最小出射角测量数据七、数据处理:1、由棱镜顶角的测量数据可得:干 59.515 能湎 601659.5°2 =59.5；3842、测量不确定度1(59.538，—59.5l5： +(59.538—59.537^ +(59.5：38 —60：16彳 +(59.5始8"—59.5^025 =0；4'所以：一:—:.=59.538.04'3、由最小出射角测量数据可得:39.518' 3902' 3906'嘶08' = 3928'sin :所以 n =n - n =1.59 — 0.07平均值Aa =迟(X —X i J i 丄所以hmin -kmin 二'■ i1min =3928'二 O'4'4、由cos t " sin i 1min可得:平均值1min2cos 。
物理实验——分光计的调整并用掠入射法测定三棱镜折射率
T1 (v1 v1`)
A
T2 (v2ห้องสมุดไป่ตู้v2`)
２、测极限角 。
A
T2
1
2
B
3
3'
n
暗
2' C 1'
明 T1
1 2
v1' v1
v2' v2
３、计算三棱镜的折射率 n1。
n1
1 cos A sin 2
sin A
附录1：最小偏向角法测量三棱镜折射率
A
dm
B
C
sin A m
n
2 sin A
2
附录2:掠入射法测量液体的折射率
C'
B' B
n1 C
A' n
待测介质
A
明暗
n sin A n12 sin2 cos Asin
分光计的调整并用掠入 射法测定三棱镜折射率
【目的要求】
１、了解分光计的结构，作用和工作原理；
２、学习分光计的调节方法和使用规则； ３、了解掠入射法原理，并用掠入射法测
量三棱镜的折射率。
【仪器及用具】
分光计，三棱镜，低压钠灯， 平面反射镜等。
【实验原理】
A
1
2
B
3
3'
n
暗
2' 明
C 1'
n1
n cos A sin 2 sin 2
sin A
令 n 1
n1
1 cos A sin 2
sin A
【分光计调整】
１、望远镜对无穷远调焦；
A P
O
B
三棱镜折射率测量实验报告
三棱镜折射率测量实验报告三棱镜折射率测量实验报告引言光学实验是物理学中非常重要的一部分，通过实验可以验证光的性质和规律。
本次实验旨在通过测量三棱镜的折射率来探究光的折射现象，并进一步了解光的传播规律。
实验原理折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
根据斯涅尔定律，光线在两种介质之间传播时，入射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
而折射率则可以通过测量光线在不同介质中的传播速度来确定。
实验步骤1. 准备三棱镜和光源。
将三棱镜放置在光源前方，确保光线能够通过三棱镜。
2. 调整光源和三棱镜的位置，使得光线能够通过三棱镜的底面。
3. 在三棱镜的侧面上方放置一个光屏，用来接收光线。
4. 调整光源和光屏的位置，使得光线能够通过三棱镜的顶面并落在光屏上。
5. 测量入射角和折射角。
使用一个直尺测量入射光线和法线之间的夹角，即入射角。
然后使用另一个直尺测量折射光线和法线之间的夹角，即折射角。
6. 重复步骤5，测量不同入射角对应的折射角。
实验结果通过实验测量得到的入射角和折射角数据如下所示：入射角（度）折射角（度）30 2045 3060 40根据斯涅尔定律，可以计算出每个入射角对应的折射率。
将入射角和折射角的正弦比相除，即可得到折射率。
计算结果如下：入射角（度）折射率30 1.545 1.560 1.5讨论与分析根据实验结果可以看出，不同入射角对应的折射率都是相同的，都为1.5。
这是因为我们在实验中使用的是同一种介质，即空气。
而空气的折射率非常接近于1，所以在实验中无论入射角如何变化，折射率都保持不变。
然而，在实际应用中，不同介质的折射率会有所差异。
通过测量不同介质中的光线传播速度，我们可以得到不同介质的折射率。
这对于光学器件的设计和光学现象的解释都具有重要意义。
结论通过本次实验，我们了解了光的折射现象以及如何测量折射率。
实验结果表明，在同一介质中，不同入射角对应的折射率是相同的。
然而，在不同介质中，折射率会有所差异。
用掠入射法测定透明介质的折射率
实验四用掠入射法测定透明介质的折射率折射率是光学材料的重要参数之一，在科研和生产实际中常需要测量它。
测量折射率的方法可分为两类：一类是应用折射定律及反射、全反射定律，通过准确测量角度来求折射率的几何光学方法，比如最小偏向角法、掠入射法、全反射法和位移法等。
另一类是利用光通过介质(或由介质反射)后，透射光的位相变化(或反射光的偏振态变化)与折射率密切相关的原理来测定折射率的物理光学方法，比如布儒斯特角法、干涉法、椭偏法等。
本实验介绍用掠入射法测定物质的折射率【实验目的]1了解阿贝折射仪的结构和测量原理，熟悉其使用方法；2用阿贝折射仪测量液体的折射率和固体的折射率；3用掠入射法测定玻璃棱镜的折射率。
【仪器用具]分光计，钠灯，阿贝折射仪，待测液体(水、酒精)，毛玻璃片，玻璃棱镜。
【仪器描述]阿贝折射仪是测量物质折射率的专用仪器，它能快速而准确地测出透明、半透明液体或固体材料的折射率(测量范围一般为1．300～1．700)，它还可以与恒温、测温装置连用．测定折射率随温度的变化关系。
阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，如图l 所示。
望远系统。
光线经反射镜1反射进入进光棱镜2及折射棱镜3，待测液体放在1与3之间，经阿米西色散棱镜组4以抵消由于折射棱镜与待测物质所产生的色散，通过物镜5将明暗分界线(明暗分界线的形成见实验原理)成像于分划板6上，再经目镜7、8放大后为观察者所观察。
图1读数系统。
光线由小反射镜14经毛玻璃13照明刻度盘12，经转向棱镜11及物镜10将刻度(有两行刻度，—行是折射率，另一行是百分浓度，是测量糖溶液浓度专用的)成像于分划板9上，经目镜放大成像于观察者眼中。
阿贝折射仪的外形结构如图2所示。
【实验原理]阿贝折射仪是根据全反射原理设计的，有透射光(掠入射)与反射光(全反射)两种使用方法。
1.测定液体的折射率若待测物为透明液体，一般用透射光即掠入射方法来测量其折射率。
阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角棱镜(折射率为n)组成，一个是进光棱镜，它的弦面是磨砂的，其作用是形成均匀的扩展面光源。
物理实验报告《测定三棱镜折射率》实验报告
物理实验报告《测定三棱镜折射率》实验报告
实验目的：
通过测定三棱镜的折射角度和入射角度，计算出三棱镜的折射率。
实验原理：
当光线从一种介质射入另一种介质时，由于介质的折射率不同，光线会发生折射现象。
根据斯涅尔定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间有关系：n1*sin(i) =
n2*sin(r)，其中n1为入射介质的折射率，n2为折射介质的折射率，i为入射角，r为
折射角。
实验器材：
三棱镜、光源、平台、角度测量器等。
实验步骤：
1. 将三棱镜放在光源上方，调整光源位置和角度，使得光线正好射入三棱镜的第一个面。
2. 在平台上放置一个角度测量器，调整角度测量器的位置和角度，使其能够测量三棱
镜的入射角度。
3. 调节角度测量器，测量三棱镜的入射角度。
4. 调整三棱镜的位置和角度，使光线射出三棱镜的第二个面，再进入第三个面。
5. 用角度测量器测量光线的折射角度。
6. 根据斯涅尔定律，计算三棱镜的折射率。
实验结果：
根据测量得到的入射角度和折射角度，代入斯涅尔定律中计算得到三棱镜的折射率。
实验讨论：
在实验过程中，需要注意调节光源和角度测量器的位置和角度，保证测量的准确性。
同时，还可以通过多次测量取平均值，提高实验结果的可靠性。
实验结论：
通过测定三棱镜的折射角度和入射角度，计算得到三棱镜的折射率为x。
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一、实验名称:掠入射法测量棱镜的折射率 二、实验目的：
掠入射法测定棱镜的折射率。
三、实验器材：
分关计、钠光灯（波长0=589.3nm λ）、棱镜、毛玻璃。
四、实验原理：
如图所示为掠入射法。
用单色扩展光源照射到棱镜AB 面上，使扩展光源以约90角掠入射到棱镜上。
当扩展光源从各个方向射向AB 面时，以90入射的光线的内折射角最
大，为2max i ，其余入射角小于90的，折射角必小于2max i ，出射角必大于1min
i '，而大于90的入射光不能进入棱镜。
这样，在AC 侧面观察时，将出现半明半暗的视场。
明暗视场的交线就是入射角190i =的光线的出射方向。
可以证明：
n =掠入射法
五、实验步骤：
1、由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC 出射面观察出射光时，可看到入射角满足1min 190i i <<的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区，存在两条明暗交界线。
合理摆放钠光灯光源与棱镜入射面的位置，在望远镜中找出这个亮区。
2、旋转载物台，使入射到棱镜入射面的光线越来越少，当光源只有入射角约90的入射光线射入棱镜，望远镜中观察到的视场将由亮区慢慢收窄成为一条清晰的细亮线，此时的亮线就是入射角190i =的光线的出射方向。
记录此时亮线的角度1min i 。
3、测量棱镜的顶角α，计算棱镜折射率。
六、实验数据记录:
棱镜顶角的测量数据
最小出射角测量数据
七、
数
据
处
理：
1、由棱镜顶角的测量数据可得： 平均值59.51559.537601659.502=
=59.5384
α''''
+++'
2、测量不确定度
所以59.53804'ααα'=±∆=± 3、由最小出射角测量数据可得：
平均值1min
39.518'3902'3906'39.508'
3928'4
i +++'==
所以1min
1min 1min 3928'04'i i i '''=±∆=± 4、由 n =可得：
所以 1.590.07n n n =±∆=±。