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 。
棱镜折射率的测定实验报告
一、实验目的1. 了解分光计的结构和原理，掌握分光计的调节和使用方法。
2. 学习使用最小偏向角法测定棱镜的折射率。
3. 通过实验，加深对光学原理和测量方法的理解。
二、实验原理棱镜的折射率是指光线从空气进入棱镜时，由于折射而改变传播方向的能力。
根据斯涅尔定律，入射角i和折射角r之间满足关系式：n1 sin(i) = n2 sin(r)，其中n1和n2分别是光在空气和棱镜中的折射率。
最小偏向角法是测定棱镜折射率的基本方法之一。
当光线入射到棱镜的折射面时，经过两次折射后，出射光线的方向相对于入射光线发生改变，形成偏向角θ。
当入射光线和出射光线相对于棱镜的底面垂直时，偏向角θ达到最小值。
根据几何关系，可以得到折射率n的计算公式：n = tan(θ/2)。
三、实验仪器1. 分光计2. 玻璃三棱镜3. 钠光灯4. 双面平面镜5. 秒表6. 计算器四、实验步骤1. 调整分光计（1）将分光计放置在平稳的桌面上，确保望远镜和载物台垂直于中心转轴。
（2）打开钠光灯，调整狭缝装置，使狭缝成像清晰。
（3）调整平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴。
2. 测量棱镜的顶角（1）将玻璃三棱镜置于载物台上，使棱镜的底面与载物台平面平行。
（2）调节望远镜，使分划板与棱镜的顶角对齐。
（3）记录望远镜的读数，计算棱镜的顶角a。
3. 测量最小偏向角（1）调整钠光灯和棱镜的位置，使光线从棱镜的折射面入射。
（2）观察望远镜中的光线，调整棱镜的角度，使偏向角θ达到最小值。
（3）记录望远镜的读数，计算偏向角θ。
4. 计算棱镜的折射率根据公式n = tan(θ/2)和实验数据，计算棱镜的折射率。
五、实验结果与分析1. 实验数据| 棱镜顶角a (°) | 最小偏向角θ (°) | 折射率n ||----------------|------------------|----------|| | | |2. 结果分析通过实验，可以得到棱镜的折射率n。
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。
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，计算并确定三棱镜的折射率。
实验仪器：三棱镜、光源、直尺、量角器、卡尺。
实验原理：折射率是一个物质对光的折射能力的度量，一般用符号n表示。
在本实验中，我们通过测量三棱镜的入射角和折射角，利用斯涅尔定律来确定三棱镜的折射率。
斯涅尔定律表述为：光在传播介质的两个表面发生折射时，入射角和折射角的正弦之比等于两个介质的折射率之比。
即sin i / sin r = n2 / n1，其中i为入射角，r为折射角，n1和n2分别为两个介质的折射率。
实验步骤：1.固定光源和直尺，使得光线可以通过三棱镜。
2.测量三棱镜的顶角θ1，用量角器测量。
3.调整光源与三棱镜的入射角，使得入射光线通过三棱镜后出射。
4.用量角器测量出射光线与棱镜底边的夹角θ2。
5.利用斯涅尔定律计算折射率：n = sin θ1 / sin θ2。
6.多次测量，取平均值作为最终结果。
实验数据记录：测量顶角θ1：30°测量出射角θ2：40°数据处理：根据斯涅尔定律，可得n = sin 30° / sin 40°≈ 1.33实验结论：根据实验测得的数据，我们可以得出三棱镜的折射率约为1.33。
实验误差分析：实验整体的误差主要来自于测量角度的误差以及光线的折射现象的精确性。
在实验中，我们尽可能采用精确的测量仪器进行测量，并进行多次测量取平均值，以减小实验误差的影响。
改进方案：为进一步提高实验精度，可以采用更精确的测量仪器，并进行更多次的测量，取平均值作为最终结果。
同时，可以采用更高精度的光源和调整装置，以确保入射角和折射角的精确度。
总结：通过这个实验，我们了解了三棱镜的折射现象，并通过测量求得了三棱镜的折射率。
实验过程中，我们学会了使用测量仪器进行角度测量，并且体会到了实验误差对结果的影响和改进方案的重要性。
通过这个实验，我们对光的折射现象有了更加深入的认识。
《测定三棱镜折射率》物理实验报告
《测定三棱镜折射率》物理实验报告实验目的：本次实验的主要目的是通过测定三棱镜折射率来加深我们对光学原理的认识，同时加强对实验技能的掌握能力。
实验原理：基于光的物理原理，我们知道当光线从一个介质中射入到另一个介质中的时候，光线的传播方向会发生改变，这个现象被称为折射。
而折射现象的大小取决于两个介质的折射率之比即$n=\frac{n_2}{n_1}$，因此我们可以通过测量折射角和入射角，从而计算出折射率。
具体的实验步骤：1、首先将三棱镜沿垂直光轴方向和基座方向均匀磨光，使其两个基面的夹角保持在一个特定的范围内。
2、接下来，将钠光管放置在恒温水槽中，通过调整透镜的位置使得光线射入三棱镜内部，此时可以通过放置白纸来观察到不同的色散现象。
3、钦定一个颜色作为参考，接着将三棱镜内部的光源移动，使其偏离初始位置，观察偏离后钦定颜色的变化，记录并计算出发生变化的角度。
4、重复上述步骤多次，同样记录和计算出每个不同角度偏移所对应的色散角度。
5、最终，将所有的数据整理出来绘制图表，通过数据比较、平均数计算和标准差求解，我们可以得出三棱镜折射率的值，并进行误差分析以确定实验结果的可靠性。
实验结果及误差分析：在本次实验中，根据我们所观察到的色散现象以及绘制出来的数据图表，可以得出如下的结论：1、当光线射入三棱镜内部时，光线的传播方向会发生一定角度的偏移。
2、在不同的偏移情况下，三棱镜所透射的光线颜色也会发生不同的变化。
3、通过我们的测量和计算，得出了三棱镜折射率的值，其具体数值为n=1.62。
4、在进行误差分析时，我们发现实验结果误差的主要来源是对角度的精确度掌握以及设备制造过程中的误差问题，其中，对于角度的精确测量需要更加严谨的设备和实验方法来进行控制。
总结：通过本次实验，我们不仅学习到了折射率的基本概念、三棱镜的原理和相关的实验技巧，更加深入了解光学原理的实践应用。
同时，也体验到了科学研究过程中的耐心解决问题的过程、严密思考与科学探究的过程。
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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：
2
1min
cos sin 1sin i n αα'+⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
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
次数 左1ϕ 右1ϕ 左2ϕ 右
2ϕ
ϕ
α
1 2 3
次数 左1ϕ 右1ϕ 左
2ϕ 右
2ϕ min 1'i
1 2 3
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
()
()()()()
2
1
2
2
2
2
59.53859.51559.53859.53759.538601659.53859.5025
04'
n
i i X X n
α=-∆=
''''''''-+-+-+-=
=∑
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 2
1min
cos sin 1sin i n αα'+⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
可得：
2
21min
cos sin cos59.538sin3928'11 1.59sin sin59.538i n αα''⎛⎫++⎛⎫=+=+≈ ⎪ ⎪'⎝⎭⎝⎭
2
2
1min 1min 0.07n n
n i i αα⎛⎫∂∂⎛⎫'∆=∆+∆= ⎪ ⎪'∂∂⎝⎭⎝⎭
所以 1.590.07n n n =±∆=±。