折射法测定棱镜折射率
《测定三棱镜折射率》物理实验报告实验报告
测定三棱镜折射率实验目的1.掌握三棱镜的工作原理，了解折射率的概念与测量方法。
2.通过实验测量三棱镜的折射率，掌握折射率测量实验的方法和技巧。
实验器材1.三棱镜2.光源3.半圆形槽4.透明板5.游标卡尺6.直尺7.三角板实验原理三棱镜的工作原理三棱镜的工作原理是利用光的折射原理，在三棱形各边与底面边缘的交点处，发生多次反射折射后，使光线通过底面侧面斜入，在顶面因截面等效而沿垂直入射，从而使得光线发生偏折，从而达到折射作用。
折射率的概念在光从一介质（例如空气）进入另一个介质（例如玻璃）时，它的速度发生变化，因此出现了弯曲。
这个现象被称为折射。
折射率即为介质对光线的折射能力的描述，数值上表示为两个介质中光速比的倒数。
即：$$ n=\\frac{c_1}{c_2} $$其中，n为折射率，c1表示入射介质中的光速，c2表示出射介质中的光速。
折射率的测量方法三棱镜测量法在三棱镜的顶面留下一条黑线，用一个反光板每次转动 10 度的方式，在三棱镜旁边找到对应的入射角和折射角，即可测量出三棱镜的折射率。
1.将三棱镜放在半圆形槽上，加入透明板，使三棱镜平静地放在槽内。
注意调整透明板和三棱镜之间的夹角为90度。
2.点亮光源，使其通过透明板垂直入射于三棱镜的一个侧面，使得光线尽可能平行于三棱镜的顶面。
3.用游标卡尺测量光线交点到基准线的距离，这里可以测量光线再次出射的面上的交点。
4.移动透明板，调整进入三棱镜的光线的角度，重复 3 步骤，记录不同角度下的距离。
5.根据记录的数据计算三棱镜的折射率。
实验结果与分析我们重复了三次实验，分别记录了不同角度下的距离数据。
最终得到的数据记录如下表所示：入射光角度透光距离（cm）60 8.665 8.370 8.075 7.8根据以上数据，我们可以计算出三棱镜的折射率。
对于以顶点为入射点，以三棱镜底面作为对称面，对于三棱镜而言，以法向量向上一侧为 1 值，那么我们可得：$$\\sin {\\theta_1} = \\frac{1}{n} \\cdot \\sin {\\theta_2}$$其中 $\\theta_1$ 为第一次光线入射三棱镜内部成角度，$\\theta_2$ 为第二次光线入射三棱镜内部成角度，n为三棱镜折射率。
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。
三棱镜折射率的测定
三棱镜折射率的测定
《三棱镜折射率的测定》
三棱镜是一种特殊的光学元件，它的折射率是衡量其性能的重要指标。
因此，测定三棱镜折射率是非常重要的。
测定三棱镜折射率的方法有很多种，其中最常用的是根据经典光学原理，利用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率。
空腔法是一种简单的方法，它可以测量三棱镜的折射率。
它的原理是将三棱镜放入一个完全封闭的空腔中，然后用一个激光照射三棱镜，用一个探头测量激光照射后三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。
衍射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法，它的原理是将三棱镜放在一个衍射仪中，用激光照射三棱镜，然后用衍射仪测量三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。
折射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法，它的原理是将三棱镜放在一个折射仪中，用激光照射三棱镜，然后用折射仪测量三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。
线阵法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法，它的原理是将三棱镜放在一个线阵仪中，用激光照射三棱镜，然后用线阵仪测量三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。
测定三棱镜折射率是一项重要的任务，可以采用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率，以便获得更准确的测量结果。
玻璃三棱镜折射率的测定原理
玻璃三棱镜折射率的测定原理
测定玻璃三棱镜的折射率通常使用折射仪或其他光学仪器进行。
下面是通过折射仪测定玻璃三棱镜折射率的基本原理：
1.原理概述：折射率是介质对光的折射能力的度量，定义为光在
真空中的速度与在介质中的速度之比。
玻璃三棱镜的折射率可
以通过将其放置在折射仪中，利用光的折射现象来测定。
2.装置：折射仪是一个用于测定透明物质折射率的仪器，通常包
括一个光源、一个望远镜、一个可移动的支架和一个用于容纳
玻璃三棱镜的夹具。
3.步骤：
•将光源对准折射仪，使光线垂直射向折射仪的底边。
•将玻璃三棱镜固定在仪器的夹具上，确保底边与光线垂直，使光线穿过玻璃三棱镜的底边。
•通过旋转支架，观察通过折射仪后的光线在望远镜中的位置，调整望远镜的焦距，使其对准光线。
•记录望远镜的刻度位置，然后移动支架，使光线通过玻璃三棱镜的两个斜边。
•再次调整望远镜，记录其刻度位置。
•通过这些数据，可以计算出玻璃三棱镜的折射率。
4.计算：
•利用折射率的定义，通过记录的数据和仪器的特性，可以使用折射率的计算公式计算出玻璃三棱镜的折射率。
需要注意的是，这个过程中要考虑到空气的折射率，通常在计算时需要校正。
此外，测量过程中要保持仪器的稳定性，确保准确测量。
这只是一种测量折射率的方法，实际上还有其他一些方法，但基本原理都是通过测量光线在介质中的传播来计算折射率。
实验十五棱镜玻璃折射率的测定
实验十五棱镜玻璃折射率的测定一、实验目的要求1、了解分光计的结构及其基本原理；2、学习分光计的调节方法；3、观察三棱镜对汞灯的色散现象；4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠黄光的折射率。
二、仪器用具JJY-2型分光仪、钠灯及电源、汞灯及电源、三棱镜一块。
三、实验原理一束单色光以1i 角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面射出来，出射角为2i '。
入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角1i 的变化而变化。
而当12i i '=时，δ为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
图7-1测三棱镜折射率光路图图7-2最小偏向角测量示意图由图7-1中几何关系得到2'1Ai =221'11min A i i i -=-=δ(7-1))(21min 1A i +=δ设棱镜材料折射率为n ，根据折射定律，则2sin sin sin '11A n i n i ==故2sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ(7-2)由此可知，要求得棱镜材料的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角min δ。
折射率是光波波长的函数非单色光源（如汞灯）发出的光，经过三棱镜折射以后，其中各单色光成分会有不同的偏向角，出射光形成色散光谱线。
偏向角可以分别测量。
一般折射率常用钠黄光或汞绿光而言，记做D n 。
四、实验内容1．分光计的调节（调节要求和方法见前实验）图7-3三棱镜色散2．用汞光灯照亮狭缝，使平行光管出射平行光。
3．将已知棱镜角为A 的待测棱镜按图7-2所示放置于载物台上。
首先，直接用眼睛从棱镜的光线出射面看色散后形成的光谱线。
然后慢慢转动棱镜，大略找出最小偏向角位置T 1，即使谱线往偏向角减小的方向移动。
当棱镜转到某一位置时，谱线不再移动，如果使棱镜继续沿原方向转动，则可以看到谱线反而往相反方向移动，即偏向角反而变大，这个谱线反向移动的转折位置，就是棱镜对该谱线的最小偏向角位置。
大学物理实验实验45 折射法测量棱镜折射率3
1 实验目的 1）熟悉分光计构造以及调节和使用。
2）学习确定最小偏向角的方法。
3）学习测定棱镜的折射率的方法。
2 实验仪器 分光计、平面镜、三棱镜、电源、汞灯。
3.1 实验原理 折射率是描述物质光学性质的物理量。
折射率的大小和物质状态有关，如气体、液体、和固体的折射率是不同的，不同的气体、不同的液体、不同的固体折射率都不相同。
另外物质的折射率还和光波长有关，同样的物质，对不同变成波长的光折射率不同，即光的色散。
对于不同的物质状态折射率的测量方法不尽相同，对于液体常用阿贝折射仪测量；对于固体可有多种测量方法,如偏振法、折射法等。
本实验采用折射法来测量，测量时待测材料应研磨成棱镜作为测量样品。
棱镜是由折射平面组成的光学系统。
具体来说，它是由两个或两个以上的不平行的折射平面围限成的透明介质元件。
它的主要作用，是使通过它的光线的进行方向相对于原来的方向发生偏折。
所以，偏向角是它的主要特征量。
棱镜折射现象（如图45—1）所示。
图中SB 为入射光线，经棱镜折射后成为CS ′光线，两光线间的夹角即为光在棱镜主截面内的偏向角δ。
由图45—1可写出)()(2'2'11i i i i -+-=δ)(2'1'21i i i i +-+=已知： α=+2'1i i ，所以αδ-+='21i i （1）。
对于给定折射角α的棱镜，δ随i 1而变。
当i 1固定时，由于棱镜介质的折射率跟光波长有关，所以不同波长的光将有不同的'2i 。
这样，当入射光为各种波长组成的混合光时，经过棱镜后就分散开了。
这样的棱镜名为色散棱镜。
此外由实验得知，在δ随i 1的改变中，对某一i 1值，偏向角有一最小值δmin。
下面我们来求产生最小偏向角的条件。
由（1）式两边对1i 求导得 1'211di di di d +=δ。
最小偏向角δmin的必要条件是01=di d δ。
具体来说，就是11'2-=di di （2）。
测三棱镜折射率的方法
测量三棱镜折射率的方法
三棱镜是一种常用的光学元件，它的折射率是指光线在三棱镜中的折射率。
测量三棱镜折射率的方法有很多种，下面介绍几种常用的方法。
一、倒折射法
倒折射法是测量三棱镜折射率的一种常用方法。
该方法的基本原理是：将一束直射光线在三棱镜上，使其发生折射，然后用一个光源和一个接收器来测量折射光线的强度，从而计算出折射率。
二、折射率测量仪法
折射率测量仪法是测量三棱镜折射率的另一种常用方法。
该方法的基本原理是：将一束直射光线在三棱镜上，使其发生折射，然后用一台折射率测量仪来测量折射光线的强度，从而计算出折射率。
三、量子级法
量子级法是测量三棱镜折射率的另一种方法。
该方法的基本原理是：用一台量子级仪器来测量折射光线的强度，从而计算出折射率。
四、综合法
综合法是测量三棱镜折射率的最常用方法，它结合了上述几种方法的优点，能够更准确地测量折射率。
以上就是测量三棱镜折射率的几种方法，它们各有优缺点，根据实际应用情况，可以选择合适的方法进行测量。
总结
以上是关于测量三棱镜折射率的几种方法的介绍。
倒折射法、折射率测量仪法、量子级法和综合法都是常用的方法，可以根据实际应用情况选择合适的方法进行测量。
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃是一种特殊玻璃，是折射率高的传统玻璃。
折射率测量是测定棱镜玻璃的一种重要性能指标，它可以用来衡量光的强度。
测定棱镜玻璃折射率的步骤如下：
1.准备需要的材料：棱镜玻璃片、折射角量角器、参照折射介质（如水、苯等）；
2.经过精确切割，将棱镜玻璃片切割成规定的尺寸，并确保其整体尺寸精确；
3.将棱镜玻璃片放置在折射介质中，并用量角器测量其入射角度和折射角度；
4.测量多次，进行数据取平均，测出入射角度和折射角度的平均值；
5.用来参考的折射介质的折射率，以及上述量出的平均入射角度和折射角度，来计算棱镜玻璃片的折射率；
6.根据计算出来的结果，来判断棱镜玻璃片的折射率是否符合要求。
本文介绍了测定棱镜玻璃折射率的实验程序，传统的折射率测量是应用量角器的方法。
通过对棱镜玻璃折射率的测定，可以评估棱镜玻璃的性能。
但是，平均值的不稳定也使测量的结果可能不准确，因此在使用时要格外注意。
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一、 调节分光计
1．粗调 （1）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并
粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。 （2）调节载物台水平度调节螺丝使载物台
台面大致水平。
一、 调节分光计
2、调节望远镜
（1）目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能 很清楚地看到目镜中分划板上的刻线 和叉丝。调焦办法：接通仪器电源， 把目镜调焦手轮旋出，然后一边旋进 一边从目镜中观察，直到分划板刻线 成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目 镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破 坏时为止（如图3）。
sin min
n
2
sin
2
实验完成
当实验完成，所有实验相关原始数据（包 括每一测量量的仪器示值误差）都已按要求记 录在预习报告的三线表中后，可示意教师检验 自己的实验数据。教师在检查、核对完该同学 的仪器状态与数据无误并签字后，填写好仪器 使用登记表，整理好仪器，并收回椅子，方可 离开实验室
划板的中央竖直刻度线上，
从两游标读出入射光线的角
度
(
2,
' 2
)
，重复测量8次。
五、计算最小偏向角min
根据最小偏向角的方向 (1,1') ，
以及入射光的方向
(
2,
' 2
)
，即
可计算最小偏向角：
min
1 2
|
(2
1)
(
' 2
1' )
|
六、计算待测棱镜的折射率n
对于已知顶角 的三棱镜，
测量出某种谱线的最小偏向 角，即可计算该待测棱镜对 这种谱线的折射率为：
实验原理及背景知识介绍：
三棱镜是由折射平面组成的光学系统。具体 说来，它是由两个或两个以上的不平行的折射平 面围成的透明介质元件。它的主要作用是使通过 它的光线的行进方向相对与原来的方向发生偏折。 所以偏向角是它的主要特征量。
图1 棱镜折射示意图
如图1
入射光线SD与出射光线 ES’之间的夹角δ，称 为光在三棱镜截面内的 偏向角。
二、寻找最小偏向角
2、寻找折射光
用光源照亮狭缝，根据折射定律判断折射光的出 射方向，同时移动望远镜观察，可看到几条平行的 彩色谱线，即为折射光。
二、寻找最小偏向角
3、观察偏向角的变化
慢慢转动载物台，同时注意谱线的移动情况， 观察偏向角的变化。顺着偏向角减小的方向，缓 慢转动载物台，使偏向角继续减小，直 至看到谱线移至某一位置后将反向移动 ，即 为最小偏向角的位置。
三、测定最小偏向角的方向
转动望远镜支架，使绿色谱线位于分 划板的中央，调节望远镜微调螺丝，使望 远镜内的分划板十字刻度线的中央竖线对 准该绿色谱线中央，从游标“1”和游标 “2”读出该折射光线的角度 (1,1') 。
四、测定入射光方向
移动望远镜支架，将望远
镜对准平行光管，微调望远
镜，将狭缝像准确地位于分
１．调节分光计 （1）把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰； （2）把望远镜调节到适合观察平行光； （3）把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直； （4）把平行光管调节到能够出射平行光； （5）把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴； （6）把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。
实验内容：
2、测定棱镜的折射率
根据棱镜折射的光路图，放置好三棱镜，
遮光窗
图3 目镜分划板
一、 调节分光计
2、调节望远镜
（2）应用自准法对望远镜调焦，使其适合观察平行光
a、 接上电源，将分划板照亮。
b、将双面反射镜放在载物台上 （如图4）。
c、调节望远镜府仰角螺钉，寻 找经过平面镜反射回来的的 绿十字，并前后移动目镜装 置对望远镜调焦，使绿十字 叉丝成像清晰（如图5）。
实验目的：
1. 熟悉分光计的构造以及调节和使用。 2. 学习确定最小偏向角的方法。 3. 学习测定棱镜折射率的方法。
实验原理及背景知识介绍：
折射率是描述物质光学性质 的物理量，折射率的大小与物 质的状态有关，还与光的波长 有关。对于不同的物质状态， 折射率的测量方法也不尽相同， 而最小偏向角法是测定三棱镜 折射率的基本方法之一 。
图8 平行光管与 望远镜共轴示意图
一、 调节分光计
3、调节平行光管
（3）调节缝宽适中（0.5mm左右）
旋转狭缝90o，使其与目镜分 划板竖直刻线平行，调节狭缝 宽度调节手轮，使狭缝宽度适 中，如图9所示。
图9 狭缝宽度 调节示意图
二、 寻找最小偏向角
1、按照棱镜折射光路图放置好三棱镜：
图 棱镜折射光路图，BC为三棱镜的底面 δ为折射光线的偏向角
图4 双面反射镜的放置
图5 双面反射镜反射 回来的绿十字
一、 调节分光计
2、调节望远镜
（3）应用各半调节法调节望远镜的光轴 与仪器的主轴垂直。
a、望远镜内出现清晰的绿十字叉丝像，而与 分划板上方的十字刻度线有一定的高度差
h（图6 a）。 b、调节望远镜光轴仰角调节螺丝，使高度差
h 减小一半 （图6b）。 c、再调节载物台调平螺丝b 或c，使高度差全
旋转载物台去寻找最小偏向角的位置并
记录 (1,1') ，移动望远镜对准入射光的
位置并记录
(
2
,
&#小偏向角：
min
1 2
|
(2
1)
(2'
1' )
|
则，棱镜的折射率为：n
sin min
2
sin
2
实验步骤：
一．调节分光计。 二．寻找最小偏向角。 三．记录最小偏向角的方位角。 四．记录入射光的方位角 五．计算最小偏向角。 六．计算待测棱镜的折射率。
部消除（图6c）。
图6 各半调 节法示意图
一、 调节分光计
d、旋转载物台，使双面反射镜转过180°， 重复各调一半法，使绿十字叉丝像如图 6(c)所示。
e、重复上述步骤，使经双面反射镜两个面反 射的的绿十字叉丝像均如图 6(c)所示。
一、 调节分光计
3、调节平行光管
（1）调节平行光管，使其适合观察平行光
i1 i4
实验原理及背景知识介绍：
对于给定顶角 的三棱镜， 随 i1 而
变。在实验中可以观察到当i1 变化时 ， 有一个最小值，称为最小偏向角 min 。 这时入射光的方向和出射光的方向是 关于三棱镜对称的。
当偏向角达到最小值时，则三棱镜的折
射率为：
sin min
n
2
sin
2
实验内容：
调节平行光管上的狭缝装置在平行光 管轴线上的位置，直到狭缝的像最清 晰，此时平行光管出射平行光，如图 7所示。
图7 平行光 管出射平行光
一、 调节分光计
3、调节平行光管
（2）调节平行光管，使其与望远镜共轴
旋转狭缝90o，使其与目镜分 划板水平刻线平行，调节平行 光管水平调节螺钉，使狭缝与 目镜视场中心的水平刻线重合， 如图8所示。