用多种方法测玻璃的折射率
用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验
用分光计测定三棱镜玻璃的折射率实验实验目的：实验仪器：分光计、三棱镜玻璃、透明直尺、光源。
实验原理：Snell定律描述了光束经过介质之间的折射。
n1 sinθ1 = n2 sinθ2其中n1和n2分别是两个介质的折射率，θ1和θ2是入射和折射角度。
如果样品的折射率已知，那么通过测量入射角度、折射角度和材料厚度，就可以计算出折射率。
对于三角形样品，可以用分光计测量出入射角度和折射角度，然后使用标准透明直尺测量出材料的厚度。
实验步骤：1. 将光源置于分光计中心位置。
打开光源并让它预热5-10分钟。
2. 将三棱镜玻璃安装到分光计中心位置。
确保三角形的底边水平放置。
3. 调节分光计的角度测量仪表使其水平。
4. 调整光源和狭缝的位置和大小，使其光束正好达到三角形的顶点。
利用直尺测出光线的位置，确定光源的高度及物理位置，将该高度标出标尺上。
5. 通过微调器调整分光计的角度，使得发射光线通过三角形材料的底部。
记录入射角度。
6. 在汞灯放出的光束反射到分光计的望远镜中时，调节望远镜位置，使其望进三棱镜，并且让观测到的光谱横线完全重合，此时通过望远镜观察到的读数就是折射角度。
7. 利用透明直尺，测量三角形玻璃的厚度。
8. 重复以上步骤2-7三次，取平均值得到最终的折射率。
实验注意事项：1. 调整分光计时，要保证发出的光线垂直入射三棱镜玻璃的边界面。
2. 在调整望远镜的位置时要小心，以避免对其产生影响。
3. 三角形的底边要水平放置，以避免误差。
4. 实验结束后要灭掉光源。
实验结果：通过三次测量，得到三棱镜玻璃的平均折射率为1.52。
测量玻璃折射率的方法
测量玻璃折射率的方法简介玻璃折射率是指光线从空气中射入玻璃时，光线的传播方向发生弯曲的程度。
测量玻璃折射率是一个重要的实验技术，在材料科学、光学领域以及工业应用中具有重要的意义。
本文将介绍一些常用的测量玻璃折射率的方法。
相关理论知识在测量玻璃折射率之前，我们需要了解一些相关的理论知识。
折射定律折射定律是光线通过两种介质的界面时，入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系。
根据折射定律可以得出以下公式：sini sinr =n2 n1其中，n1和n2分别为两种介质的折射率，i为入射角，r为折射角。
光程差光程差指光线在两个不同介质中传播时所经过的路径长度之差。
对于任意一段光程差Δx，可以表示为：Δx=n⋅d其中，n为介质的折射率，d为光线从入射介质到达出射介质的厚度。
测量方法下面将介绍几种常用的测量玻璃折射率的方法。
斯涅尔法原理斯涅尔法是利用折射定律测量玻璃折射率的一种方法。
当光线从空气射入玻璃时，根据折射定律可以得到以下公式：n=sini sinr若设玻璃板的厚度为d，入射角为i，在玻璃板内光线传播的距离为L，则可以得到光程差Δx为：Δx=nd=iL通过测量光程差Δx和厚度d，再根据入射角i的变化，可以得到多个光程差Δx和对应的入射角i。
从而可以描绘出折射率与入射角之间的关系曲线，进而得到玻璃的折射率。
测量步骤1.准备一块厚度已知的玻璃样品。
2.设计一套斯涅尔测量装置，包括光源、准直器、分光仪、望远镜等。
3.将光源射入准直器，并通过分光仪准直出来的光线。
4.将准直后的光线照射到玻璃样品上，通过调节望远镜观察到出射光线的角度。
5.测量不同入射角下的光程差Δx和对应的入射角i。
6.根据公式Δx=nd=iL计算出折射率n。
干涉法原理干涉法是利用光的干涉现象测量玻璃折射率的方法。
当光线从空气射入玻璃时，由于光在不同折射率的介质中传播时速度不同，会产生光程差。
当光线从玻璃中出射后，再次进入空气，也会产生光程差。
测量玻璃折射率的方法
测量玻璃折射率的方法一、引言玻璃折射率是指光线从真空中进入玻璃后的折射程度，是材料物理学中的重要参数。
测量玻璃折射率的方法有很多种，本文将介绍两种常用的方法：菲涅尔反射法和自制单臂反射法。
二、菲涅尔反射法1. 原理菲涅尔反射法是利用光在两种介质交界面上发生反射时产生的相位差来测量折射率的方法。
当光线从真空中垂直入射到玻璃表面时，一部分光会被反射回来，另一部分光会穿过玻璃向下传播。
根据菲涅尔公式可以计算出反射光和透射光之间的相位差，从而求得玻璃的折射率。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：平板玻璃、激光器、半透镜、平面镜、白纸等。
（2）将激光器置于离平板玻璃较远处，调整激光束使其垂直入射到玻璃表面上。
（3）在反射光线和透射光线的交界处放置一个半透镜，调整其位置使反射光和透射光的路径重合。
（4）在反射光线的路径上放置一个平面镜，将反射光线引出来，并将其投影到白纸上。
（5）测量反射角和入射角，并根据菲涅尔公式计算出折射率。
三、自制单臂反射法1. 原理自制单臂反射法是利用单臂反射仪测量玻璃折射率的方法。
该方法相对于菲涅尔反射法来说更加简便易行，同时也具有较高的精度。
单臂反射仪由一束激光器、一个准直器、一个半透镜和一个平板玻璃组成。
当激光束垂直入射到玻璃表面时，在半透镜和准直器的作用下，激光束被分成两束，并以相同的角度倾斜入射到玻璃表面上。
其中一束激光经过全内反射后返回原路，另一束激光则穿过玻璃向下传播。
通过测量反射光和透射光的角度，可以计算出玻璃的折射率。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：平板玻璃、激光器、准直器、半透镜等。
（2）将激光器置于离平板玻璃较远处，调整激光束使其垂直入射到玻璃表面上。
（3）在反射光线和透射光线的交界处放置一个半透镜，调整其位置使反射光和透射光的路径重合。
（4）在透射光线的路径上放置一个准直器，将其调整到与反射光线平行，并且两条线之间距离相等。
（5）测量反射角和入射角，并根据单臂反射仪原理计算出折射率。
测定玻璃的折射率
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实验原理
01
02
如图1所示，折射定律可表示为：
实验原理
01
02
03
实验原理
光路法测量折射率 若取线段OM=OP
实验仪器
读数显微镜、玻璃砖、白纸（或毫米方格纸）、大头针、直尺、量角器等
实验仪器
读数显微镜 是一种用来精密测量位移或长度的仪器。 可作长度测量，也可作观察使用。如测孔距、直径、 直线距离及刻线宽度等。
目镜
物镜
调焦手轮
测微鼓轮
读数标尺
读数盘
读数标尺
载物平台
实验内容
一、视深法测量玻璃砖折射率 1、用读数显微镜测量 用读数显微镜分别测出A、B、C点的位置，则h=AC,h’=BC 即可得：
实验内容
2、用视差法测量
二、光路法测定玻璃砖的折射率
实验内容
用激光器； 用大头针 用毫米方格纸
实验内容
实验目的
实验原理（简要原理，光路图，公式）
实验仪器（应写明仪器型号、规格、精度）
实验内容及步骤
测量数据及结果处理（画出数据表格、写明物理量和单位，计 算结果和不确定度，写出结果表达式。注意作图要用坐标纸）
误差分析
撰写实验报告要求
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 2A(5.11.2)由式（5.11.1）和式（5.11.2）得2minδ+=A i 由折射定律有2sin2sinsin sin minA A rin 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①②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 。
实验7 玻璃折射率的测量
【实验内容】
1、布儒斯特角的测量 自行设计实验光路，并测量给定黑玻璃镜的布儒斯特角。 2、玻璃的折射率的测量 参考第 1 项的测量思路和光路，根据布儒斯特定律，测量并计算出玻璃的折射率。 为了验证根据测量数据计算出来的值是否正确，可以将光通过一偏振片，测出其光强， 然后以某一小角度(<15°)从空气中入射到玻璃表面，测量其反射光的强度，从而得到小角度 反射率，根据菲涅耳公式计算出玻璃的折射率，两者进行比较。
【注意事项】
1、 在实验过程中，首先要保证激光垂直入射于待测样品表面； 2、 利用功率计测量时，光要垂直入射于探头表面的中央； 3、 要左右对称测量。
1
实验七
【目的与求】
玻璃折射率的测量
1、测量布儒斯特角； 2、观察光以布儒斯特角入射时反射光的偏振现象； 3、利用布儒斯特定律测量玻璃的折射率； 4、利用小角度入射法测量玻璃的折射率。
【仪器用具】
氦氖激光器，偏振片，光功率计，黑玻璃，透明玻璃；
【实验原理】
一束自然光入射到介质表面， 其反射光和折射光一般是部分偏振光。 在特定入射角即布 儒斯特角 θB 下，反射光成为线偏振光，其电矢量垂直与入射面。若光线是由空气射到折射 率为 n(约等于 1.5)的玻璃平面上，则 θB=tg-1n=57°。如果自然光是以 θB 入射到玻璃片堆上， 则经多次反射， 最后从玻璃片堆透射出来的光也近于线偏振光。 所有这些结论都可从菲涅耳 公式出发而得到论证。 根据菲涅耳公式和反射率、透射率的定义可知，当光正入射于玻璃表面时，玻璃表面的 反射率和透射率分别为：
R0 r02 (
T0
n1 n2 2 ) n1 n2
2 n2 2 4n12 n2 t0 n1 (n1 n2 ) 2
玻璃折射率及测量方法
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22mA A n sinsinδ+=。
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。
实验报告测量玻璃折射率
实验报告测量玻璃折射率一、引言折射率是光线通过介质时发生折射的程度，是介质的一个重要光学性质。
本实验旨在通过测量玻璃的折射率，探究不同光线在不同介质中的传播规律，加深对光学的理解。
二、实验原理1.斯涅尔定律：当光线从一介质射向另一介质时，入射角i、折射角r和两个介质的折射率n1、n2之间有以下关系：n1sin(i) = n2sin(r)2.光程差：光线从空气进入玻璃，两束光线的光程差为：光程差δ=n1*BC+n2*AC3.中心黑环法测量：在测量折射率时，可以利用中心黑环法来测量不同颜色光线通过玻璃的光程差。
对称位置上可以形成环状的圆环，在灯光中观察两个相对的黑环，通过计算得到半径差，再根据光程差的公式计算出折射率。
三、实验步骤1.准备实验仪器：透镜架、白炽灯、屏，挠性导光管；2.将挠性导光管固定在透镜架上，使其与光轴平行；3.调节挠性导光管与透镜之间的距离，使挠性导光管上的圆环清晰可见；4.使用滤光片筛选出不同的颜色光线，使其通过挠性导光管到达透镜；5.观察两个相对的黑环，调节屏与透镜的距离，使黑环清晰；6.记下黑环对应的半径差，再测量出透镜与屏的距离AC和透镜与源之间的距离BC；7.记录各组数据，并计算出不同颜色光线对应的折射率。
四、实验数据颜色光线黑环半径差 R（mm）透镜到屏的距离 AC (mm)透镜到源的距离 BC (mm) 平均折射率 n红色7.8 189 1051.52黄色10.5 191 1041.61蓝色15.3 195 1091.69五、误差分析1.仪器本身存在一定的测量误差，如液晶模式准直器的度盘划度不精确等。
2.实验操作的误差，如对两个黑环的边缘判断不准确等。
3.折射率的实验值与参考值可能存在一定偏差。
六、结论通过本次实验，我们测量了不同颜色光线通过玻璃时的折射率，并得到如下结论：1.不同颜色光线的折射率不同，红光拥有较小的折射率，黄光次之，蓝光最大。
2.实验测量的折射率值与理论值存在一定误差，这可能是由于实验仪器的精度以及操作误差等因素导致的。
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课程论文题目:用多种方法测玻璃折射率班级:13物理学本科班姓名: 盛丽娟学号: 130800040指导老师: 尹真用多种方法测玻璃折射率13物理本科: 康庆明月盛丽娟指导老师:尹真一、实验任务:测定玻璃的折射率,要求测量精度E≤1﹪二、实验要求:1、收集测定各种折射率的方法,并进行对比研究2、提出5种测量玻璃折射率的设计方案,每种测量方案包括测量原理、光路安排、实验仪器选择、实验参数估算、实验步骤、注意事项、参考资料等3、根据实验室现有的条件与实验情况,选择三种可行的测量设计方案进行试验,在试验过程中对该方案逐步修改完善4、实验中为达到要求的测量精度,须选择与估算实验参数,并进行重复测量,设计表格记录实验数据5、实验操作步骤完成后,检查实验结果,至少对其中一种方案进行数据处理与误差分析,完成最终的实验报告与误差分析,完成最终的实验报告三、实验方案:㈠ 插针法【实验题目】用插针法测定玻璃砖折射率【实验目的】测定玻璃砖的折射率。
【实验器材】①平木板、 ②白纸、 ③玻璃砖、 ④大头针4枚、 ⑤图钉4个、 ⑥量角器(或三角板或直尺)、 ⑦铅笔【实验原理】用插针法确定逃跑,找出跟入射线相应的折射线;用量角器测出入射角i与折射角r;根据折射定律βαsin sin =n 计算出玻璃的折射率 。
实验参数估算:1、3～1、9。
【实验步骤】(1)如图所示,在用4个图钉钉好的白纸上画一条直线 ,aa′作为界面。
(2)过aa′上的一点O 画出界面的法线NN′。
(3)过O 点画一条射线AO 作入射光线。
(4)在射线AO 上插上两枚大头针P 1、P 2。
(5)把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一条长边跟aa′bb′两条线准确地落在玻璃砖的两个平行的折射画里,这样,由作图画出的入射光线AO 、出射光线BP 与aa′、bb′的交点O 、O′才能与光线的实际入射点相符,否则将使画出的玻璃中折射光线的光路与实际偏离,因此作图时要用细铅笔。
(6)在观察的这一侧即光线的出射面bb′一侧插两枚大头针P 3、P 4,使P 3挡住P 1、P 2的像,P 4挡住P 1、P 2、P 3的像,记下P 3、P 4的位置。
(7)移去玻璃砖连接P 3、P 4并延长交bb′于O′,连接OO′即为折射光线,入射角α=∠AON,折射角β=∠O′ON′。
(8)改变入射角α,重复实验步骤,列表记录相关测量数据,计算每次折射率n 求出平均值 。
【注意事项】1、 玻璃砖要选用宽度较大的,宜在5厘米以上,若宽度过小,则测量折射角度值的相对误差增大;用手拿玻璃砖时,只能接触玻璃毛面或棱,严禁用玻璃砖当尺子画界面;2、 入射角i 应在15°~75°范围内取值,若入射角α过大。
则由大头针P 1、P 2射入玻璃中的光线量减少,即反射光增强,折射光减弱,且色散较严重,由玻璃砖对面瞧大头针的虚像将暗淡,模糊并且变粗,不利于瞄准插大头针P 3、P 4。
3、 若入射角α过小,折射角将更小,测量误差更大,因此画入射光线AO时要使入射角α适中。
4、 上面所说大头针挡住大头针的像就是指“沉浸”在玻璃砖里的那一截,不就是瞧超过玻璃砖上方的大头针针头部分,即顺P 3、P 4的方向瞧眼前的直线P 3、P 4与玻璃砖后的直线P 1、P 2的虚像就是否成一直线,若瞧不出歪斜或侧移光路即可确定。
5、 大头针P 2、P 3的位置应靠近玻璃砖,而P 1与P 2、P 3与P 4应尽可能远些,针要垂直纸面,这样可以使确定的光路准确,减小入射角与折射角的测量误差。
【实验数据】【数据处理】此实验就是通过测量入射角与折射角,然后查数学用表,找出入射角与折射角的正弦值,再代入βαsin sin =n 中求玻璃的折射率。
如图,测得α= 45° β=27°则n=1、53【注意事项】1、 玻璃砖要选用宽度较大的,宜在5厘米以上,若宽度过小,则测量折射角度值的相对误差增大;用手拿玻璃砖时,只能接触玻璃毛面或棱,严禁用玻璃砖当尺子画界面;2、 若入射角α过小,折射角将更小,测量误差更大,因此画入射光线AO时要使入射角α适中。
【误差分析】1、 用量角器测得有误差;2、 人眼读数存在误差;3、 数据处理带来误差;4、 实验仪器存在一定的系统误差。
除运用此方法之外,还有以下处理数据的方法:处理方式(1):在找到人射光线与折射光线以后,以入射点0为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO 交于C 点,与00’(或00’的延长线)交于D 点,过C 、D 两点分别向NNl 作垂线,交NN’于C’、D’,用直尺量出CC’与DD’的长。
如图3-81所示。
由于CO CC 'sin =α, DODD 'sin =β而CO=DO 所以折射率''sin sin 1DD CC n ==βα 重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值。
处理方式(2):根据折射定律可得βαsin sin =n 因此有 αβsin 1sin n= 在多次改变入射角、测量相对应的入射角与折射角正弦值基础上,以sina 值为横坐标、以sinβ值为纵坐标,建立直角坐标系。
如图3-82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,设斜率为k,则nk 1=。
故玻璃砖折射率kn 1= (二)画图法【实验题目】 用画图法测玻璃砖的折射率【实验目的】测定玻璃砖的折射率【实验器材】①玻璃砖、 ②三角板、 ③圆规、 ④铅笔、⑤白纸【实验原理】同插针法【实验步骤】1． 在白纸上画直线作入射界面,如图1所示,过上的一点作界面的法线,并画有向线段作入射线,则为入射角;2.将玻璃砖放在纸上,使其一边与界面重合,再在玻璃砖另一侧放一三角板,使三角板的一个角紧靠玻璃砖的另一界面,透过三角板的边观察入射线,并调整三角板位置使边与线瞧起来成一条直线,如图1所示,用铅笔尖记下角的顶点位置,移走玻璃砖作有向线段,即为在玻璃砖中的折射线,折射角,如图2所示:3.以O为圆心,单位长为半径,用圆规作单位圆交的延长线于,用三角板过作的垂线交于,如图3所示,则长度就就是玻璃的折射率的数值。
【实验数据】【数据处理】如图,可量的OD=1、527【误差分析】1、人眼读数存在误差;2、数据处理带来误差;3、实验仪器存在一定的系统误差。
(三)布儒斯特角法【实验题目】用布儒斯特角测玻璃砖的折射率【实验目的】1、了解偏振光的产生与检验方法;2、了解布儒斯特定律,并根据其测定玻璃砖的布儒斯特角;3、应用玻璃砖的布儒斯特角计算其折射率。
【实验器材】①偏振片(2个)、②布儒斯特角装置、③光屏(带小孔)、④白屏、⑤钠光灯、⑥玻璃砖、⑦光具座【实验原理】1.获得偏振光的常用方法(1) 偏振片偏振片就是利用某些有机化合物晶体的二向色性。
将其渗入透明塑料薄膜中,经定向拉制而成。
它能吸收某一方向振动的光,而透过与此垂直方向振动的光,由于在应用时起的作用不同,用来产生偏振光的偏振片叫做起偏器;用来检验偏振光的偏振片,叫做检偏器。
(2)非金属镜面的反射当自然光从空气照射在折射率为n的非金属镜面(如玻璃、水等),反射光与折射光都将成为部分偏振光。
并且当入射角增大到某一特定值时,镜面反射光成为完全偏振光,其振动面垂直于入射面,这时入射角称为布儒斯特角,也称为起偏角。
由布儒斯特定律得: tanφ0=n其中n为折射率。
对于各种不同材料的玻璃,已知其相对折射率n的变化范围在1、50到1、77之间,则可得布儒斯特角约在56°—60°之间。
此方法可用来测定物质的折射率。
【实验步骤】1、在光源至光屏的光路上插入起偏器P1,旋转P1,观察光屏上光斑强度的变化情况;2、固定P1的方位,旋转P2,旋转360°,观察光屏上光斑强度的变化情况。
3、在起偏器P1后,插入测布儒斯特角的装置,再在P1与装置之间插入一个带小孔的光屏。
调节玻璃砖,使反射的光束与入射光束重合,记下初始角φ1。
4、调节玻璃砖,使反射光束与入射光束重合,记下初始角φ1;5、一面转动玻璃平板,一面同时转动起偏器P1,使其透过方向在入射面内。
反复调节直到反射光消失为止,此时记下玻璃砖的角度,重复测量三次,求平均值。
算出布儒斯特角。
φ1=(50°+ 51°+50°)/3=50、3°φ2=(106、8°+ 107、8°+106、9°)/3=107、2°∵φ0=φ2-φ1∴φ0=107、2°-50、3°=56、9°又∵n=tanφ0∴n=tan56、9°=1、53φ1、φ2的A类不确定度为:U A =U Aφ1=U Aφ2=△/√3=1°/√3=0、058°φ1的B类不确定度为:U Bφ1=0、333°φ2的B类不确定度为:U Bφ2=0、318°又∵U=√(U A2+U B2)∴Uφ1=0、335°Uφ2=0、323°∴Uφ0=√(Uφ12+Uφ22)=0、465°∴n的不确定度为:Un=0、024∴玻璃砖的折射率为:n=1、53±0、02【注意事项】1、实验中各元件不能用手摸,实验完毕后按规定位置放置好。
2、实验完毕要整理仪器,打扫卫生,保持实验室整洁。
【误差分析】1、人眼读数存在误差;2、数据处理带来误差;3、实验仪器存在一定的系统误差。
(四)掠入射法【实验题目】用掠入法测三棱镜的折射率【实验目的】1、了解掠入法原理;2、用掠入法测定三棱镜的折射率。
【实验仪器】①分光计、②玻璃三棱镜、③钠光灯、④毛玻璃、⑤平面反射镜、⑥放大镜【实验原理】在分光计上用掠入法测定三棱镜的折射率,要求单色扩展光源,以提供各方向的入射光,形成清晰的明暗分界线。
如图,用单色扩展光源照射到顶角为A的玻璃三棱镜的AB面上,以AC面以角Φ射出,根据折射定律n0sini=nsinr,nsinr′=n0sinΦ,式中n0与n分别就是空气与玻璃的折射率,考虑到r+r′=A与n0=1可得n=1/sinA√sin2isin2A+(sinicosA+sinΦ)2,由图可得,对于入射角i＜90°的光线(如1,2,3等)均可进入三棱镜,在AC面出射光线1′2′3′形成亮场,而入射角i＞90°的光线无法进入三棱镜(BC面为非光学面),形成暗场,明暗分界线对应的事以i=90°入射(称为掠入射)的光线,此时的出射角最小,称为极限角Φ,式子在掠入射条件下可简化为n=√{1+[(cosA+sinΦ)/sinA]2}、只要测出顶角A与极限角Φ,由上式可求出棱镜的折射率。