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 o

3、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 6016

5

9.5°2 =59.5；38

4

2、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'■ i

1min =3928'二 O'4'

4、由

cos t " sin i 1min

可得:

平均值1min

2

cos 。+si n imin

cos59.5‘38”sin39‘28' 丫

；n

：：

sina 丿

sin 59.538

1 ： 1.59

于也爲

<^1min

= 0.07

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