折射率测量
实验十一 折射率测量
折射率是物质的重要特性参数之一，使人们了解光学玻璃、光纤、光学晶体、液晶、薄膜等材料的光学性能。折射率也是矿物鉴定的重要依据，也是光纤通信、工程塑料新物质和新介质判断依据。测量折射率的方法很多，这里介绍几种主要的实验方法。
练习一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率
【实验目的】
1．进一步熟悉分光计调节方法；
2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。
【实验仪器】
JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。
【实验原理】
一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。可以证明，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。
由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当
'i i =时，由折射定律有'r r =，得
)(2min r i -=δ (5.11.1)
又因 A A G r r r =-π-π=-π==+)(2'
所以 =
r 2
A
(5.11.2) 由式（5.11.1）和式（5.11.2）得 2
min
δ+=
A i 由折射定律有
①
②
图5.11.1
2
sin
2sin
sin sin min
A A r
i
n δ+==
(5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min
δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。
【实验内容与步骤】
1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9）
2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角 如图 5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动
状态，如果向右移动，偏向角δ变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。然后使望远镜对准入射光（平行光管位置），读取方位为0T 与0'T ，则最小偏向角
]''[2
1
0min 0min min T T T T -+-=δ
3．计算棱镜折射率
光的颜色_______ 波长_______nm
]''[2
1
0min 0min min T T T T -+-=δ
图5.11.2 测最小偏向角示意图
平均==
δ-
-
n min
4．不确定度计算（绝对不确定度传递公式）
min 22min
22)22()(
δδ?+???=?n a n a n 5．结果表示 n n n ?±=-
【注意事项】
1. 三棱镜的拿法：不要用手触摸光学面；
2. 三棱镜的放法：轻拿轻放，放置安全位置。
【思考题】
1．按图5.11.2摆放三棱镜，沿轴转动望远镜，在AB 与AC 光学面都能看见狭缝像，如何判断哪个像符合测量偏向角δ折射要求？
2．测量时如何识别最小偏向角min δ？
练习二 用折射极限法测棱镜折射率
极限法是测量液体和固体折射率的基本方法之一，它是设计阿贝折射仪的依据。
【实验原理】
1. 三棱镜折射率
设单色平行光源照在三棱镜的AB 面上，经过两次折射，如图5.11.3所示，由折射定律及几何关系得
??
?
??=+==A r r i r n r n i ''sin 'sin sin sin (5.11.4) 由以上三式消去r 和r '，得
222)'sin cos (sin sin sin sin 1i A i A i A n ++= (5.11.5)
只要测出i 、i '、A 即可算出n 。
如果入射光以900
角掠入射，有
90→i 1sin →i
此时出射角m i i 极限角→'
,m i i sin sin →'则上式变为
①
②图5.11.3
2
)sin sin cos (
1A
i A n m ++= (5.11.6)
其中，A 是三棱镜的顶角，m i 为光线掠入射时的出射极限角，要使光线准确地以90
角掠入射棱镜，需选用扩展光源，一般是在光源前加一块毛玻璃，光向各方向漫反射成为扩展光源，把扩展光源的位置大致在棱镜面A 、B 的延长线上，如图5.11.4所示，当扩展光源的光线从各个方向射向AB 面时，凡入射角小于0
90的光线，其出射角i 必大于m i ，大于
090的光线不能进入棱镜，在AC 侧面观察时，可看到由090
射光，其出射角m i >,形成亮视场；而0
90
在实际测量中，常把棱镜顶角磨成90o
，折射率公式（5.11.6）又可进一步简化为：
m i n 2sin 1+= (5.11.7)
【实验内容】
1. 调节分光计满足测量条件
2. 测量出射极限角 3．计算三棱镜折射率
【思考题】
1．用掠入射法测折射率，对光源有什么要求？
2．在分光计上用掠入射法测折射率时，对望远镜的调节有何要求？为什么？ 3．用掠入射法能否测定固体（切成薄片）的折射率？试简要说明实验方法
3
1'
I
II 图5.11.4
练习三 用偏振法测量折射率
【实验仪器】
分光计、偏振片、玻璃片、钠光灯。
【实验原理】
光波是（一定频域）的电磁波，振动方向和传播方向相互垂直。当振动在某一固定方向上的光，称其为线偏振光，如图5.11.6所示。
自然光是非偏振光，它的振动在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，如图5.11.7所示。
1. 起偏
当自然光入射到折射率分别为1n 和2n 的两种介质的分界面上时，反射光和折射光都是部分偏振光。只有入射角i 满足
1
2
0tan n n i = (5.11.8)
时反射光成为完全偏振光（或称线偏振光）。其振动面垂直于入射面，(5.11.8)式称为布儒斯特公式，0i 称为布儒斯特角（也称起偏角）。 2. 检偏
线偏振光经过检偏器后，若光振动方向与检偏器透振方向相同，光将全部透射，光强度不变；若振动方向与检偏器透振方向垂直，则无光通过，出射光强度为零，称为消光。
【实验内容】
1. 调节分光计至满足测量条件
2. 测量平面玻璃片的布儒斯特角 ① 测入射光的方位角'
11θθ与；
② 把待测平面玻璃片置于载物台上，转动平台改变入射角，将检偏器套在望远镜的
物镜前，转动望远镜接收反射光，旋转检偏器，观察光强的变化，找到消光位置，记下读数
2θ与'2θ。
③ 则望远镜转过的角度为
平行于纸面的振动 垂直于纸面的振动
图5.11.6线偏振光的表示
图5.11.7 自然光的直观表示
)('
1'2122
1θθθθφ-+-= (5.11.9) ④ 入射角为
)180(0210φ-=i (5.11.10)
3．计算待测玻璃片折射率
0tan i n =
【思考题】
若入射光为平行于入射面的偏振光，其反射光有何特性？
测定玻璃的折射率试题
高中物理实验 测定玻璃的折射率 实验练习题 1. 在用平行玻璃砖测玻璃折射率的实验中，实验光路如图所示，对该实验的一些具体问题，下列说法正确的是 A. 为了减少测量和作图的误差，P1和P2、P3和P4 的距离适当大些 B. P1和P2、P3和P4距离的大小，入射角的大小对 测量结果无影响 C. 如果入射角太大，则反射光强、折射光弱，加之色散较大，观察到的P1和P2的虚像会暗淡模糊，不利于准确地插上大头针P3、P4 D. 如果入射角太大，则折射光线会在面发生全反射，不能观察到P1、P2的虚像 2.某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示。 （1）在图上画出所需的光路。 （2）为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有（要求
在图上标出）。 （3）写出计算折射率的公式。 3.如图，画有直角坐标系的白纸位于水平桌面上，M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标 的原点，直边与x轴重合，是画在纸上的直线，P1、P2为竖起地插在直线上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α，β是直线与y轴正方向的夹角，β是直线3与轴负方向的夹角，只要直线画得合适，且P3的位置取得正确，测得角α和β，便可求得玻璃得折射率。 某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但y<0的区域内，不管眼睛放在何处，都无汉透过玻璃砖看到P1、P2的像，他应该采取的措施是. 若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，确定P3位置方法是. 若他已正确地测得了的α，β的值. 则玻璃的折射率. 4．甲乙两同学用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验中，分别得到如图所示中甲乙两种实验记录。在甲中，已画好玻璃两界面直线′和′后，不小心将砖稍稍向上平移了，如图中虚线所示，若其他操作无误，则测得的折射率n＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。在乙中，玻璃砖上界面直线′正确，而画的表示下界面的′稍稍向下平移了，若其他操作无误，则测得的折射率n将＿＿＿＿＿＿＿（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
折射率的测定
3.3 折射率的测定 一、实验目的 １．了解测定折射率的原理及阿贝折光仪的基本构造，掌握折光仪的使用方法。 ２．了解测定化合物折射率的意义。 二、实验原理 折射率是物质的物理常数，固体、液体和气体都有折射率。折射率常作为检验原料、溶剂、中间体和最终产物的纯度及鉴定未知样品的依据。 在确定的外界条件（温度、压力）下，光线从一种透明介质进入另一种透明介质时，由于光在两种不同透明介质中的传播速度不同，光传播的方向就要改变，在分界面上发生折射现象。 根据折射定律，折射率是光线入射角的正弦与折射角的正弦之比，即 当光由介质Ａ进入介质Ｂ时，如果介质Ａ对于介质Ｂ是光疏物质，则折射角β必小于入射角α，当入射角为９０°时，ｓｉｎα＝１，这时折射角达到最大，称为临界角，用β０表示。很明显，在一定条件下，β０也是一个常数，它与折射率的关系是 可见，测定临界角β０，就可以得到折射率，这就是阿贝折光仪的基本光学原理，如图3-6所示。 图3-6 光的折射现象图3-7 折光仪在临界角时的目镜视野图 为了测定β０值，阿贝折光仪采用了“半暗半明”的方法，就是让单色光由０～９０°的所有角度从介质A射入介质B，这时介质B中临界角以内的整个区域均有光线通过，因此是明亮的，而临界角以外的全部区域没有光线通过，因此是暗的，明暗两区界线十分清楚。如果在
介质B的上方用一目镜观察，就可以看见一个界线十分清楚的半明半暗视场，如图3-7所示。 因各种液体的折射率不同，要调节入射角始终为９０°，在操作时只需旋转棱镜转动手轮即可。从刻度盘上可直接读出折射率。 实验用品 ＷＡＹ阿贝折光仪１台。乙酸乙酯（Ａ．Ｒ），丙酮（Ａ．Ｒ）。 三、实验操作 １．折光仪的使用方法 熟悉阿贝折光仪的基本结构，其结构如图3-8所示。 1-底座；2-棱镜转动手轮；3-圆盘组（内有刻 度盘）；4-小反射镜； 5-支架；6-读数镜筒；7-目镜；8-望远镜筒； 9-物镜调整镜筒； 10-色散棱镜手轮；11-色散值刻度圈；12-折 3-8阿贝折光仪的结构射棱镜琐紧扳手； 13-折射棱镜组；14-温度计座；15-恒温计接头；16-主轴；17-反射镜 ①将折光仪置于靠近窗户的桌子上或普通照明灯前［１］，但不能曝于直照的日光中。 ②用乳胶管把测量棱镜和辅助棱镜上保温套的进出水口与恒温槽串接起来，装上温度计，恒温温度以折光仪上温度计读数为准［２］。 ③旋开棱镜锁紧扳手，开启辅助棱镜，用镜头纸蘸少量丙酮或乙醚轻轻擦洗上下镜面，风干。滴加数滴待测液于毛镜面上，迅速闭合辅助棱镜，旋紧棱镜锁紧扳手。若试样易挥发，则从加液槽中加入被测试样。 ④调节反射镜，使入射光进入棱镜组，调节测量目镜，从测量望远镜中观察，使视场最亮、最清晰。旋转棱镜转动手轮，使刻度盘标尺的示值最小。 ⑤旋转棱镜转动手轮，使刻度盘标尺上的示值逐渐增大，直至观察到视场中出现彩色光带或黑白临界线为止。 ⑥旋转色散棱镜手轮，使视场中呈现一清晰的明暗临界线。若临界线不在叉形准线交点上，则同时旋转棱镜转动手轮，使临界线明暗清晰且位于叉形准线交点上，如图3-5所示。 ⑦记下刻度盘数值即为待测物质折射率。重复２～３次，取其平均值［３］。并记下阿贝折光仪温度计的读数作为被测液体的温度。 ⑧按操作③擦洗上下镜面，并用干净软布擦净折光仪，妥善复原。
测定玻璃的折射率(完美的物理实验,看完实验满分)
测定玻璃的折射率 一、类型训练卷 1．(8分)测定玻璃的折射率的基本原理是用插针法确定光路找到跟入射光线相应的______________，用量角器量出测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率：_________________________。除了上述原理可以测量玻璃的折射率之外，根据______________只要测量出光在介质中速度v，也可以测量玻璃的折射率。如果测量出某单色光从玻璃射向空气的临界角为C，则该玻璃对此单色光的折射率____________________. 2．（6分）测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差应该注意的是（） A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 3．（6分）（’91全国）在《测定玻璃的折射率》的实验中对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图的四组插针结果。（如图1所示）（1）从图上看，肯定把针插错的是。 （2）从图上看测量结果准确度最差的是。 4．（6分）用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱 镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察， 调整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、 P4使P3挡住P1、P2的像。P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头 针位置和三棱镜轮廓如图18-2所示。 （1）在本题的图上画出所需的光路。 （2）为了测出棱镜玻璃的折射率， 需要测量的量是，______，在图上标出它们。 （3）计算折射率的公式______或_______。 5．（6分）在用插针法《测定玻璃的折射率》实验中，某同学正确在纸上 画出玻璃砖界面aa’，但画出的界面bb’比实际位置偏高，如图18-3所示。这样 再正确使用插针法，测出的折射率将偏（填“大”或者“小”）。 6．（6分）如图18-4所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的广口瓶中，从刻度尺上A和B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1.0cm，刻度尺右边缘与广口瓶右内壁之间的距离d=2.5cm，由此可知，瓶内液体的折射率n=。 a’ b’图18-3 图18－1 甲乙丙丁 P1P2 P3 P4 图18-2
高中物理 第13章 实验测定玻璃的折射率检测试题 新人教版选修34(1)
【成才之路】2014-2015学年高中物理第13章实验测定玻璃的折射率检测试题新人教版选修3-4 基础夯实 1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是( ) A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 答案：ACD 解析：玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差。A、C、D正确。入射角较小时，测量误差较大，B错误。 2．(宁波市2013～2014学年高二下学期八校期末联考)在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙三位同学分别做出如图的三组插针结果。 从图上看，肯定把针插错了的同学有________。 答案：甲、乙 解析：光线透过平行玻璃砖时出射光线与入射光线平行，且从空气射入玻璃砖时入射角大于折射角，因而光线透出时相对于射入光线向右下侧发生偏移，由上图可知，甲乙图中出射光线不符合事实，肯定插错了。 3．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中： (1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许，如图甲所示。则他测出的折射率将__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)； (2)乙同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案：(1)不变 (2)偏小 解析：(1)如图A 所示，甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角、折射角没有受到影响，因此测得的折射率将不变。 (2)如图B 所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小。 4．用三棱镜做测定玻璃的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后，在棱镜的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2挡住；接着在眼睛所在的一侧再插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 2、P 1的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上已标明大头针的位置和三棱镜的轮廓，如图所示。 (1)在本题图上画出所需的光路。 (2)为了测出棱镜的折射率，需要测量的是________和________，在图上标出它们。 (3)计算折射率的公式是n ＝________。 答案：(1)见解析图 (2)入射角i ；折射角r (3)sin i sin r 解析：(1)连接P 1、P 2两针孔作直线交AC 边于O 点，连接针孔P 3、P 4作直线交AB 于O ′点，再连结O 、O ′两点，即得光线在棱镜中传播光路，如图所示。
折射率的测量与运用
折射率的测量与运用 1、周凯宁，肖宁，陈棋，钟杰，李登峰《3种测量三棱镜折射率方法的对比》实验室研究与探索，第30卷第4期，第22--26页，2011年4月 摘要：为了提高实验效率，并找一种更加简捷的测量三棱镜折射率方法，对垂直底边入射法进行了研究，并和传统的最小偏向角法和全反射法进行了比较。垂直底边入射法让入射光线垂直于三棱镜顶角的临边入射，通过测量出射角度间接测量三棱镜折射率。比较了3种方法操作的简繁程度、测量数据的准确性和结果不确定度。实验结果表明，垂直底边入射法的操作较之传统方法更加简便，数据和最小偏向角法的结果符合很好，数据准确性次于最小偏向角法。最小偏向角法在数据的准确性方面优于其他两种方法．全反射法的不确定度明显高于其他2种测量方法。采用垂直底边入射法可以有效地达到简化测量三棱镜折射率的目的。 2、黄凌雄，赵丹，张戈，王国富，黄呈辉，魏勇，位民《Er ：SGB 晶体主轴折射率测量》人工晶体学报，第35卷第3期，第442--448页，2006年6月 摘要：根据Er ：sbGd(BO ，)，(Er ：sGB)的透过率曲线粗略估计了该晶体的折射率，再利用白准直法，精确测量了30—170℃范围内，O ．4880m μ、O ．6328m μ、1．0640m μ、1．338m μ等波长下Er ：sGB 晶体的主轴折射率，得到seumeier 方程并计算了1319m μ下Er ：sGB 晶体的主轴折射率，与实验测量的结果进行比较，两者的差异不大于2×410-，处在测量误差的范围内，验证了实验结果的可靠性。 3、杨爱玲，张金亮，唐明明，孙步龙《LFI 法测量半透明油的折射率》光子学报，第38卷第3期，第703--704页，2007年 摘要：LFl 方法曾被用来测量大直径光纤的折射率．用一半盛油一半为空气的毛细管代替光纤，并用聚焦的条形光束照射毛细管，空气与油的干涉奈纹同时产生．根据空气的条纹可以确定参数6，根据一组已知折射率的标准样品可确定另一参数f ，同时可以建立标准液体最外条纹的偏折角与折射率的标准曲线．对于未知折射率的样品，一旦测量出其最外条纹的偏折角，从标准曲线上就可以读出其折射率．实测了一组半透明油的折射率，其结果与阿贝折射仪测量结果接近． 4、廖焕霖，罗淑云，王凌霄，彭吉虎，吴伯瑜，沈嘉，高悦广，宋琼《LiNbo 。电光调制器行波电极微波等效折射率的测量》电子与信息学报，第25卷第2期，第284--288页，2003年2月 摘要：LINb03电光调制器器的设计中，行波电射的微波等效折射率是一个重要的参数，该文通过自行设计的微波探针架及探针，采用差值的方法，在微波同络分析仪上对样品CPW 电极的微波等效折射率进行了测量．分析了实测值与理论值的偏差，给出了修正因子，研究了微波等效折射率随频率变化的色散现象，并对这种测量方法进行了误差分析，提出了减小误差的方法。 5、黄凌雄，赵玉伟，张戈+，龚兴红，黄呈辉，魏勇，位民《LYB 晶体主轴折射率测量与评价》光子学报，第37卷第1期，第185--187页，2008年1月 摘要：采用自准直法测量了在30℃～170℃范围内，0．473m μ、0．6328m μ、1．0640m μ、1．338m μ等波长下LYB 晶体的主轴折射率，得到Sellmeier 方程并
实验测量玻璃的折射率
《测量玻璃的折射率》学习材料 【教学目的】 1．测定一块玻璃砖的折射率； 2．验证光的折射定律。 【实验器材】 1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔 【实验原理】 用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相比只有一定得侧移。只要我们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。再根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。 插针法确定光路的基本原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。 【实验步骤】 1、把白纸用图钉固定在木板上。 2、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。 3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。 4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。 5、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。
6、同样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。 7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '， OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。 8、用量角器量出入射角i 和折射角r 的大小。 9、改变入射角i ，重复上面的步骤再做三、四次。 10、算出不同入射角时，n =sin i /sin r 的值，求出几次实验中n 的平均值就是玻璃的折射率。（或图像法求折射率:用sin i 表示纵坐标，用sin r 表示横坐标，则图线的斜率就是玻璃的折射率。） 注：遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）； 【记录数据】 数项值 次数 1 2 3 入射角i 折射角r sin i sin r n =sin i /sin r 【注意事项】 1、玻璃砖应选择宽度较大的(一般要求5cm 以上)，以减小确定光路方向时出现的误差，提高测量的准确度。 2、操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线，以免损坏玻璃砖的光学表面。（先在白纸上画直线作为玻璃砖的界面，再画玻璃砖的另一界面时，对齐玻璃砖的另一长边，用大头针确定两点，并以此两点画直线bb '作为玻璃砖的另一界面。） 3、大头针应垂直地插在纸上，同侧两针之间的距离要稍大些；
教科版高中物理选修3-44.2测定玻璃的折射率练习题.docx
高中物理学习材料 §4.2测定玻璃的折射率 命题人：胡文蓉审题人：胡文蓉 知识点： l. 理解利用插针法确定光路的原理。 2. 了解实验步骤和实验操作中的注意事项。 3. 会根据实验结果作出光路。求出对应的玻璃砖的折射率。 练习： 1．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是( ) A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直的插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距 离适当大些 2．在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，学生的实验方法和步骤完全正确，但 测后发现玻璃的两个光学面不平行，则( ) A．入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏大 B．入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小 C．入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确 D．入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确 3．某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角θ1 与折射角θ2作出sinθ1－sinθ2图象，如图14－1所示，下列判断中正确的是 ( ) A．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象 B．玻璃的折射率为0.67 C．玻璃的折射率为1.5 D．玻璃临界角的正弦 值为0.67 4．某同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时，他的方 法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻 璃砖的两个光学面aa′和bb′不平行，如图14－2所示， 则( ) A．P1P2与P3P4两条直线平行
B．P1P2与P3P4两条直线不平行 C．他测出的折射率偏大 D．他测出的折射率不受影响 题号 1 2 3 4 答案 5．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱镜，在 棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调 整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、 P ，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大 4 头针位置和三棱镜轮廓如图14－5所示。 (1)在本题的图上画出所需的光路。 (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________、________，在图上标出它们。 (3)计算折射率的公式是n＝________。 6．某研究性学习小组的同学设计了一个测量液体折射率的 仪器，如图14－6所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两 条相互垂直的直线BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两 枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘 的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相 平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、 P 的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2。 2 同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值， 这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。则： (1)若∠AOF＝30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所刻折射率的值为________。 (2)图中P3、P4两位置哪一处对应的折射率值较大？答：________。 (3)作AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率值应为________。 7．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图14－7①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则：
大学物理实验设计性实验液体折射率测定
评分：大学物理实验设计性实验实验报告 实验题目：液体折射率测定 班级： 姓名：学号： 指导教师：
《液体的折射率测定》实验提要 实验课题及任务 《液体的折射率测定》实验课题任务方案一：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象，当入射击角为某一极值（掠射）时，会产生一特殊的光学现象，能同时看到有折射光和无折射光的现象，就可以实现液体折射率的测量。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《液体的折射率测定》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解 仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶测量5组数据，。 ⑷应该用什么方法处理数据，说明原因。 ⑸实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 实验仪器 分光仪、钠光灯、毛玻璃与待测液体 实验提示 掠入射法测介质折射率的原理如图示3-1所示。将待测介质加工成三棱镜，用扩展光源（用钠光灯照光的大毛玻璃）照明该棱镜的折射面AB，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC进行观测。在AB界面上图中光线a、b、c的入射角依次增大，而c光线 i。在棱镜中再也不可能有折射角为掠入线（入射角为 90），对应的折射角为临界角 c i的光线。在AC界面上，出射光a、b、c的出射角依次减小，以c光线的出射角大于 c 'i为最小。因此，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线。证
测量折射率
介质的折射率通常由实验测定，有多种测量方法。对固体介质，常用最小偏向角法或自准直法；液体介质常用临界角法（阿贝折射仪）；气体介质则用精密度更高的干涉法（瑞利干涉仪）。
实验原理 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镜和读数系统组成，如图1所示。 图1 1反射镜2棱镜3折射棱镜4阿米西色散棱镜5物 镜6分划板7、8目镜9分划板10物镜11转向棱 镜12刻度盘13毛玻璃14小反光镜。 1．若待测物为透明液体，一般用掠入射法来 测量其折射率n （见图2），有 x 图2 图3 阿贝折射仪直接标出了与φ角对应的折射率，测量时只要使明暗线与望远 。 镜叉丝对准，就可从读数装置上直接读出n x
2．若待测固体有两个互成90°角的抛光面，则可用透射光测定其折射率。（见图3） 接触液的存在不影响n x 的测量，但要求其折射率n 2 >n x 。接触液的作用是使待测 样品面和折射棱镜面形成良好的光学接触。任何物质的折射率都与测量时使用的光波波长有关。阿贝折射仪因有光补偿装置（阿米西棱镜组），所以测量时可用白光光源，且测量结果相当于钠黄光的折射率。另外，液体的折射率还与温度有关。 仪器用具 阿贝折射仪、白炽灯、恒温水浴、温度计、待测液体（酒精、甘油、液体石蜡）、待测固体（透明玻璃块） 实验内容 1.校准阿贝折射仪。 2.开动恒温水浴，测出三种不同液体（酒精、甘油、液体石蜡）在不同温度下的的折射率（温度范围10～50℃）。 3.根据实验结果分析待测液体折射率随温度的变化关系。 预习思考题 1.试分析望远镜中观察到的明暗分界线是如何形成的。 2.用掠入射法求n x 的公式是否同样适用于反射法？ 3.阿贝折射仪中的进光棱镜起什么作用？
高三光学实验复习—测玻璃的折射率习题选编(包含答案)
实验：测玻璃的折射率复习题选 1、如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'，O为直线AO与aa'的交点，在直线OA上竖直地插 上P l、P2两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是（） A．插上大头针P3，使P3挡住P2和P l的像 B．插上大头针P4，使P4挡住P3、P2和P l的像 C．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当大些 D．为减小测量误差，P l、P2的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率 【答案】ABCE 2、如图所示，插针法“测定平行玻璃砖折射率”的实验中，P1、P2、P 3、P4为所插的针，θ1为入射角，θ2为 折射角。下列说法正确的是（） A．θ1过小会导致θ2不易准确测量 B．θ1过大会导致P1、P2的像模糊 C．P1与P2，P3与P4间的距离适当小些 D．P3、P4的连线与P1、P2的连线不一定平行 【答案】AB 3、①“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好平行玻璃砖，aa’和bb’分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针，P1和P2，用“+”表示大头灯的位置，然后在另一侧透过玻 璃窗观察，并依次插入大头针P3和P4，在插P3和P4时，应使__________________。 图1 图2 ②某同学实验中作出光路图如图2所示，在入射光线上任取一点A，过A点做法线的垂线，B点是垂线与 法线的交点．O点是入射光线与aa’界面的焦点，C点是出射光线与bb’界面的交点，D点为法线与bb’界 面的交点。则实验所用玻璃的折射率n=________（用图中线段表示）。 【答案】①P3挡住P1、 P2的像， P4挡住P3和P1、 P2的像；② AB OC n OA OD =? 4、某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
玻璃折射率的测量方法
课程论文 题目：对玻璃折射率测定方法的探究 班级：2010级物理学本科班 姓名： 学号： 指导老师： 对玻璃折射率测定方法的探究
摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。 关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。 引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。 实验方法： （一） 最小偏向角法： 1. 实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。 2. 实验原理： （1）将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率n ．测量原理见图1，光线α代表一束单色平行光，以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上，经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来，成为光线t .经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示，δ称为偏向角．由图1可知δ＝(i 1－i 2)＋(i 4－i 3)＝i 1＋i 4－A ．此式表明，对于给定棱镜,其顶角 A 和折射率n 已定，则偏向角δ随入射角i 1而变，δ是i 1的函数. （2）用微商计算可以证明，当i 1＝i 4或i 2＝i 3时，即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用δm 表 示.此时，有i 2＝A /2， i 1＝(A ＋δm )/2，故2 2m A A n sin sin δ+=。用分光计测出棱 镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n ． 3.实验内容： 3.1棱镜角的测定 图1
置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数''1212,,,V V V V ，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A 的两倍。 3.2最小偏向角的测定 （1）将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。 （2）刻度内盘固定。缓慢转动载物台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察。 （3）当载物台转到某一位置，该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物台，可看到谱线反而往相反的方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。 （4）反复实验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录此时分光计的读数12,V V 。 （5）转动载物台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为 ' ' 12V V 和。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2 倍，即 '' 1122()/4m V V V V δ=-+- 4.实验数据记录 表2：最小偏向角
折光仪的原理与应用-超全面
折光仪（折射计） 一、定义 折光仪是一种利用折光的原理简便快速测定溶液的折射率（nD）、糖度（Brix）及浓度的光学仪器。 折射率：又名相对折射率，是指光从一种介质射入另一种介质发生折射时，入射角γ的正弦值与折射角β正弦值的比值，是一个物理常数。介质相对真空的折射率叫做绝对折射率。 二、折光仪的产品形态 刻度手持式折射仪：也称糖镜、手持式糖度计。小巧，便于携带，目视读数。 手持数字式折射仪：小巧，便于携带，数显读数。 阿贝折光仪：精度高，操作简便，测量快速，不消耗化学试剂，无化学污染 台式数显折光仪：精度高，操作简便，测量快速
在线折光仪：可进行生产线在线实时监测样品折射率、Brix、各种自定义浓度、温度，确保 生产安全。 三、折光仪的应用 1. 食品饮料行业：测量原料或半成品及成品的Brix或浓度或盐度等，或生产过程中的浓 度在线检测。检测样品如可乐、果汁、茶饮料等各类含糖饮料、果酱、蜂蜜、糖类、糖浆等各类含糖食品、调味品、调味酱或汤羹类、豆奶，植物蛋白等。也适用于蔬菜水果从种植至销售的过程中，它可适用于测定准确的收采时期，作甜度分级分类，可应用于工业与农业生产、科研、政府检验、终端连锁店、大型综合超市、个人饮食健康管理等 2. 香精香料行业：测量折射率用于定性检验与判断纯度 3. 纺织印刷行业：淀粉测定、定形剂测定、有机溶剂浓度监测（DMF，DMSO等）、浆 料的浓度测定 4. 化工行业：各类有机物及无机物浓度测定与监测、清洗液浓度 5. 汽车交通行业：电池液、冷冻液、融雪剂浓度测定，如汽车保养的冷冻液浓度与冷冻温 度测定 6. 金属加工处理：清洗液浓度、切削油浓度，电子工业行业的清洗液浓度监测。 7. 医疗和临床检验：医药原料折射率浓度测定、血红蛋白折射仪，尿比重折射仪，尿糖度， 清洁消毒剂双氧水浓度测定。个人健康管理，如糖尿病人饮食糖度监测，日常生活盐度监测，肾脏病人尿比重监测等。 四、折光仪的原理 生活现象举例： 当一根管子放入装有水的玻璃杯中时，会看到管子发生弯曲。 如果将一根管子放入装有糖水溶液的玻璃杯时，会发现这根管子 弯曲度更大（如图所示）。这就是光的折射的原理。折光仪（折 射计）即是将光的折射原理应用于实际的一种光学测量仪器，即当某 种物质的密度（浓度）增加时（例如糖溶解于水中），其折射率的增大 （即管子的弯曲程度）与之成正比。 折射率的测量通常采用两类检测系统：透射系统或反射系统。 刻度型手持式折射计和阿贝折光仪通常采用透射系统，数字式折射计则采用反射系统。 透射系统 刻度型手持式折光仪的检测系统（透射系统）概述如下：
玻璃折射率的测定
一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率 【实验目的】 1．进一步熟悉分光计调节方法； 2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。 【实验仪器】 JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。 【实验原理】 一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和AC 面法线的夹角i '称为出射角，入射光和出射光的夹角δ称为偏向角。可以证明，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。 由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当'i i =时，由折射定律有'r r =，得 )(2min r i -=δ (5.11.1) 又 因 A A G r r r =-π-π=-π==+)(2' 所以 = r 2 A (5.11.2) 由式（5.11.1）和式（5.11.2）得 2 min δ+= A i 由折射定律有 2 sin 2sin sin sin min A A r i n δ+== (5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。 图5.11.2 测最小偏向角示意图 A B C A i i ' r r ' 12δ① ②图5.11.1
【实验内容】 1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9） 2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角 如图5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动状态，如果向右移动，偏向角δ变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。然后使望远镜对准入射光（平行光管位置），读取方位为0T 与0'T ，则最小偏向角 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 3．计算棱镜折射率 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 平均== δ- - n min 4．不确定度计算（绝对不确定度传递公式） min 22min 22)22()( δδ?+???=?n a n a n 5．结果表示 n n n ?±=- 【注意事项】
人教版选修3-4 第13章 第1节 第2课时 实验1：测定玻璃的折射率
一、实验目的 测定玻璃的折射率。 二、实验原理 用插针法确定光路，找出与入射光线相对应的出射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n ＝sin θ1 sin θ2 。 三、实验器材 长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。 四、实验步骤 1．将白纸用图钉钉在木板上，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O 画出界面的法线NN′，并画一条线段AO 作为入射光线。 2．把长方形玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条边bb′。 3．在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住。再在观察的这一侧依次插上两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置。 4．移去长方形玻璃砖连接P 3、P 4并延长交bb′于O′，连接O O′即为折射光线，入射角θ1＝∠AON ，折射角θ2＝∠O′ON′。 5．用量角器测出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，将数据填入表格中。 6．改变入射角θ1，重复上述实验步骤。 五、数据处理 1．平均值法 算出不同入射角时的比值 sin θ1sin θ2，最后求出在几次实验中所测 sin θ1sin θ2 的平均值，即为玻璃砖的折 射率。 2．图象法 以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示。
描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率k ，则k ＝sin θ2sin θ1＝1 n ，故玻璃砖折射率 n ＝1k 。 3．作图法 在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 交于C 点，与OO′(或OO′的延长线)交于D 点，过C 、D 两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示。 由于sin θ1＝CC′CO ，sin θ2＝DD′DO ，且CO ＝DO ，所以折射率n ＝sin θ1sin θ2＝CC′ DD′。 六、注意事项 1．实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P 1与P 2之间，P 2与O 点之间，P 3与P 4之间，P 3与O′点之间距离要稍大一些。
透明薄片折射率测定实验报告
透明薄片折射率的测定 迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法实现干涉的光学仪器，设计十分巧妙。迈克尔逊发明它后，最初用于著名的以太漂移实验。后来，他又首次用之于系统研究光谱的精细结构以及将镉(Cd)的谱线的波长与国际米原器进行比较。迈克尔逊干涉仪在基本结构和设计思想上给科学工作以重要启迪，为后人研制各种干涉仪打下了基础。迈克尔逊干涉仪在物理学中有十分广泛的应用，如用于研究光源的时间相干性，测量气体、固体的折射率和进行微小长度测量等。 【实验目的】 1. 掌握迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法； 2. 熟悉白光的干涉现象 4. 学习一种测量透明薄片折射率的方法。 【实验仪器】 迈克尔逊干涉仪，He-Ne 激光器，扩束镜，小孔光阑，透明薄片，白光光源 【实验原理】 一、透明薄片折射率的测量原理 干涉条纹的明暗决定于光程差与波长的关系，用白光光源只有在d=0的附近才能在M 1 和 M 2′交线处看到干涉条纹，这时对各种光的波长来说，其光程差均为2/λ（反射时附加2/λ），故产生直线黑纹，即所谓中央黑纹，两旁有对称分布的彩色条纹。d 稍大时，因对各种不同波长的光满足明暗条纹的条件不同，所产生的干涉条纹明暗互相重叠，结果就显不出条纹来。因而白光光源的彩色干涉条纹只发生在零光程差附近一个极小的范围内，利用这一点可以定出d =0的位置。利用白光的彩色干涉条纹可以测量透明薄片的 图1 透明薄片折射率测定 二、点光源干涉条纹的特点 不论平面镜M 1往哪个方向移动，只要是使距离d 增加，圆条纹都会不断从中心冒出来并扩大，同时条纹会变密变细。反之，如果使距离d 减小，条纹都会缩小并消失在中心处，同时条纹会变疏变粗。这表明0=d （即两臂等长）是一个临界点。当往同一个方向不断地移动1M 时，只要经过这个临界点，看到的现象就会反过来（见图2）。因此，实现点光源的非定域干涉后，最好先把两臂的长度调成有明显差别（0>>d ），避免在移动1M 时不小心通过了临界点，造成不必要的麻烦。 用眼睛观察 M 2
折射率的测定
折射率的测定
3.3 折射率的测定 一、实验目的 １．了解测定折射率的原理及阿贝折光仪的基本构造，掌握折光仪的使用方法。２．了解测定化合物折射率的意义。 二、实验原理 折射率是物质的物理常数，固体、液体和气体都有折射率。折射率常作为检验原料、溶剂、中间体和最终产物的纯度及鉴定未知样品的依据。 在确定的外界条件（温度、压力）下，光线从一种透明介质进入另一种透明介质时，由于光在两种不同透明介质中的传播速度不同，光传播的方向就要改变，在分界面上发生折射现象。 根据折射定律，折射率是光线入射角的正弦与折射角的正弦之比，即 当光由介质Ａ进入介质Ｂ时，如果介质Ａ对于介质Ｂ是光疏物质，则折射角β必小于入射角α，当入射角为９０°时，ｓｉｎα＝１，这时折射角达到最大，称为临界角，用β０表示。很明显，在一定条件下，β０也是一个常数，它与折射率的关系是 可见，测定临界角β０，就可以得到折射率，这就是阿贝折光仪的基本光学原理，如图3-6所示。 图3-6 光的折射现象图3-7 折光仪在临界角时的目镜视野图
为了测定β０值，阿贝折光仪采用了“半暗半明”的方法，就是让单色光由０～ ９０°的所有角度从介质A射入介质B，这时介质B中临界角以内的整个区域均 有光线通过，因此是明亮的，而临界角以外的全部区域没有光线通过，因此是暗 的，明暗两区界线十分清楚。如果在介质 B的上方用一目镜观察，就可以看见 一个界线十分清楚的半明半暗视场，如图3-7所示。 因各种液体的折射率不同，要调节入射角始终为９０°，在操作时只需旋转 棱镜转动手轮即可。从刻度盘上可直接读出折射率。 实验用品 ＷＡＹ阿贝折光仪１台。乙酸乙酯（Ａ．Ｒ），丙酮（Ａ．Ｒ）。 三、实验操作 １．折光仪的使用方法 熟悉阿贝折光仪的基本结构，其结构如图3-8 所示。 1-底座；2-棱镜转动手轮；3-圆盘组 （内有刻度盘）；4-小反射镜； 5-支架；6-读数镜筒；7-目镜；8-望 远镜筒；9-物镜调整镜筒； 3-8阿贝折光仪的结构10-色散棱镜手轮；11-色散值刻度 圈；12-折射棱镜琐紧扳手； 13-折射棱镜组；14-温度计座；15-恒温计接头；16-主轴；17-反射镜 ①将折光仪置于靠近窗户的桌子上或普通照明灯前［１］，但不能曝于直照的日光 中。 ②用乳胶管把测量棱镜和辅助棱镜上保温套的进出水口与恒温槽串接起来，装 上温度计，恒温温度以折光仪上温度计读数为准［２］。 ③旋开棱镜锁紧扳手，开启辅助棱镜，用镜头纸蘸少量丙酮或乙醚轻轻擦洗上 下镜面，风干。滴加数滴待测液于毛镜面上，迅速闭合辅助棱镜，旋紧棱镜锁紧扳 手。若试样易挥发，则从加液槽中加入被测试样。 ④调节反射镜，使入射光进入棱镜组，调节测量目镜，从测量望远镜中观察， 使视场最亮、最清晰。旋转棱镜转动手轮，使刻度盘标尺的示值最小。
《光的折射》单元测试题(含答案)
《光的折射》单元测试题(含答案) 一、光的折射选择题 1．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法错误的是（） A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B．从a、b两点射出的单色光不平行 C．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光 D．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC 2．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径。在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦值（sin r）与入射角正弦值（sin i）的关系图象。则下列说法正确的是（） A．光由D经O到A B．该玻璃砖的折射率 1.5 n C．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的2 3 D．若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的2 3 E.若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角的正弦值为 3 3 3．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示。他按正确的方法插了大头针a、b、c、d。则下列说法中正确的是（）
A．实验中，入射角应适当大些 B．该同学在插大头针d时，使d挡住a、b的像和c C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射 D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率 4．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向（O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出）射向水中，折射后通过水中的B点。图中O 点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是 A．O1点在O点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 5．如图所示，两束平行的黄光射向截面ABC为正三角形的玻璃三棱镜，已知该三棱镜对该黄光的折射率为2，入射光与AB界面夹角为45°，光经三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ上，下列说法中正确的是________。 A．两束黄光从BC边射出后仍是平行的 B．黄光经三棱镜折射后偏向角为30° C．改用红光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 D．改用绿光以相同的角度入射，出射光束仍然平行，但其偏向角大些 E.若让入射角增大，则出射光束不平行 6．如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路如图所示，则下列说法正确的是() A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小 B．有可能a是绿光，b是红光 C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变