用最小偏向角法测定棱镜玻璃折射率 原理
用偏向角法测定棱镜玻璃的折射率
棱镜折射率的测量一、实验目的：1、了解偏振光的基本知识；2、测量激光源的偏振度，确定偏振片的偏振方向；3、用偏向角法测三棱镜的折射率。
二、实验原理：1、线偏振光由于某些晶体对互相垂直的两个分振动具有选择吸收的性能，只允许一个方向的光振动通过，于是透射光变为线偏振光。
偏振度的定义：min max min max I I I I P --=，线偏振光P=1，自然光P=0。
2、偏向角法测三棱镜的折射率n 2三棱镜如图-1所示，AB 和AC 是透光的光学表面，又称折射面，其夹角α称为三棱镜的顶角为60度；BC 为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图-1图-2由于我们实验室用的三棱镜的切面为正三角形所以060=∠A 根据原理图可得入射角0160=i ，利用分光计测出θ，即偏向角。
如图-3所示。
由棱镜的折射率为n ，空气的折射率为1。
则()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧='+''-+'-=='='=121221122211sin sin sin sin i i i i i i i i i n i i n i θ由上面的方程组可得棱镜的折射率为()1212211sin sin sin cos sin i i i i n ++=θ折射率的测量实质为偏向角的测量，0160=i，利用公式测出θ代入计算n 可得折射率。
图-4三、实验仪器：光学导轨，半导体激光器及电源，偏振片，旋转台，三棱镜，光功率计等。
四、实验内容和步骤1、转动偏振片，测量半导体激光器的偏振度。
（注意先调零）2、用偏向角法测三棱镜折射率n 2。
（1）连接激光器电源，调节激光器架，使其等高共轴；（2）转台的中心轴线处于玻璃的反射面内保证从转台让入射角。
160i =，对比折射角2i ，找出偏向角θ；（3）根据公式0)in s (n 60sin 60sin 60cos 60sin θ202200+⋅+=求得三棱镜的折射率。
五、实验数据记录：1、测量半导体激光器的偏振度I max =I min =2、入射角为600时对入、折射角得偏向角θ=六、数据处理与实验结果：1、偏振度：=--=minmax min max I I I I P 2、棱镜折射率=+⋅+=0)in s (n 60sin 60sin 60cos 60sin θ202200。
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 。
物理实验报告《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《测定三棱镜折射率》【实验目的】利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率；【实验仪器】分光计，玻璃三棱镜，钠光灯。
【实验原理】最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一，如图10所示，三角形Abc表示玻璃三棱镜的横截面，Ab和Ac 是透光的光学表面，又称折射面，其夹角a称为三棱镜的顶角；bc为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
假设某一波长的光线LD入射到棱镜的Ab面上，经过两次折射后沿er方向射出，则入射线LD与出射线er的夹角称为偏向角。
图10三棱镜的折射由图10中的几何关系，可得偏向角(3)因为顶角a满足，则(4)对于给定的三棱镜来说，角a是固定的，随和而变化。
其中与、、依次相关，因此实际上是的函数，偏向角也就仅随而变化。
在实验中可观察到，当变化时，偏向角有一极小值，称为最小偏向角。
理论上可以证明，当时，具有最小值。
显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的，如图11所示。
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图11最小偏向角若用表示最小偏向角，将代入(4)式得（5）或（6）因为，所以，又因为，则（7）根据折射定律得，（8）将式（6）、（7）代入式（8）得：（9）由式（9）可知，只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角，即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n.【实验内容与步骤】1．调节分光计按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2．调整平行光管(1)去掉双面反射镜，打开钠光灯光源。
(2)打开狭缝，松开狭缝锁紧螺丝3。
从望远镜中观察，同时前后移动狭缝装置2，直至狭缝成像清晰为止。
然后调整狭缝宽度为1毫米左右（用狭缝宽度调节手轮1调节）。
(3)调节平行光管的倾斜度。
将狭缝转至水平，调节平行光管光轴仰角调节螺丝29，使狭缝像与望远镜分划板的中心横线重合。
然后将狭缝转至竖直方向，使之与分划板十字刻度线的竖线重合，并无视差。
最后锁紧狭缝装置锁紧螺丝3。
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。
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。
实验七-最小偏向角法测棱镜的折射率
实验七-最小偏向角法测棱镜的折射率
最小偏向角法是一种测量棱镜的折射率的方法，它使用的是来自光源的一系列垂直入射的射线。
这些射线以小角度入射进入棱镜，然后与棱镜的法线产生折射，将光线折射到玻璃板上，形成一系列小射线。
接着观察棱镜（如准直棱镜）所在位置的特定射线，测量其到光源发出点的距离和入射角（也称为偏角），并根据入射角的变化来确定折射率。
在实验过程中，为了获得更精确的折射率，，操作者一定要做到：光线必须是垂直入射的，要足够直；光线的射线必须是精确的，其距离应与棱镜的宽度或尺寸接近；棱镜的尺寸要非常精确，光线必须准确打在棱镜的棱角处；并且入射角要精确测量，避免误差。
最小偏向角法测量棱镜的折射率是一种简便、可行的方法，在采用合理的实验条件和测量程序的基础上，得到的结果也很准确。
因此，最小偏向角法测量棱镜的折射率是一种检验或测试棱镜光学特性的很好的方法之一。
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】利用分光计测定玻璃三棱镜的折射率；【实验仪器】分光计，玻璃三棱镜，钠光灯。
【实验原理】最小偏向角法是测定三棱镜折射率的基本方法之一，如图10所示，三角形 ABC 表示玻璃三棱镜的横截面，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角a称为三棱镜的顶角；BC 为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
假设某一波长的光线 LD 入射到棱镜的 AB 面上，经过两次折射后沿 ER 方向射出，则入射线 LD 与出射线 ER 的夹角   称为偏向角。
图10 三棱镜的折射由图10中的几何关系，可得偏向角(3)因为顶角a满足，则(4)对于给定的三棱镜来说，角a是固定的，随和而变化。
其中与、、依次相关，因此实际上是的函数，偏向角也就仅随而变化。
在实验中可观察到，当变化时，偏向角有一极小值，称为最小偏向角。
理论上可以证明，当时，具有最小值。
显然这时入射光和出射光的方向相对于三棱镜是对称的，如图11所示。
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图11 最小偏向角若用表示最小偏向角，将代入(4)式得（5）或（6）因为  ，所以  ，又因为  ，则（7）根据折射定律得，（8）将式（6）、（7）代入式（8）得：（9）由式（9）可知，只要测出入射光线的最小偏向角及三棱镜的顶角，即可求出该三棱镜对该波长入射光的折射率n .【实验内容与步骤】1．调节分光计按实验24一1中的要求与步骤调整好分光计。
2．调整平行光管(1)去掉双面反射镜，打开钠光灯光源。
6最小偏向角法测量棱镜的折射率
6最小偏向角法测量棱镜的折射率测量棱镜的折射率是实验物理课程中的重要实验内容之一，其中最小偏向角法是常用的一种测量方法。
本文将对最小偏向角法测量棱镜折射率的实验步骤、原理及注意事项进行详细介绍。
一、实验步骤1. 实验器材准备：一块棱镜、一束激光（或单色灯）、一支直尺、一台旋转角度计、一张纸片。
2. 调整激光束入射棱镜：将棱镜放在水平面上，用直尺将激光束垂直入射于棱镜的一侧面（也就是入射面）上，调整激光入射角度，使激光束在棱镜内部保持反射（或折射）自由传播。
3. 在棱镜出射面上放置纸片：在出射侧面上的棱镜表面上方放置一张纸片，可观察到纸片被激光束投影形成的折射图形。
4. 测量最小偏向角：旋转棱镜，使折射的光线方向发生改变，观察纸片上的图案，调整角度使最后投影点P的位置发生最小偏移。
最终调整到最小偏移点就是当前棱镜的最小偏向角度δ，此时棱镜的入射角为i，出射角为r。
5. 重复上述步骤多次：不同角度下均可测量出相应偏向角度γ，然后记录下i、r、γ三个数据项，并将其变化值写入数据表中。
6. 根据斯涅尔定律计算折射率：根据斯涅尔定律公式n = sin(i) / sin(r) 计算折射率n。
二、原理最小偏向角法是利用棱镜在入射光线的作用下发生折射和偏转的原理，通过测量反射点（或折射点）发生的最小偏移角度，从而计算出棱镜折射率的一种实验方法。
在科学的探究中，光的折射现象是普遍存在的。
当光线在从一种介质通过到另一种介质时，其传播速度和方向都会受到折射率的影响，导致出射角度的变化。
棱镜是一种多边形的、具有一定折射率的透明介质材料，当光线垂直于一侧面入射时，经过棱镜内部反射或折射，最终在棱镜的另一侧面出射。
最小偏向角法正是通过对入射角度、偏向角度、出射角度等参数的测量和计算，实现了对棱镜折射率的准确计算。
三、注意事项1. 稳固的台面和调好的垂直角度是确保实验取得成功的前提因素。
2. 光源的稳定性和准直度对实验精度的影响很大，需确保激光束的稳定和精度。
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用最小偏向角法测定棱镜玻璃折射率考试
（一） 实验操作考试内容：
利用分光计测量三棱镜的折射率；分光计，三棱镜(请自带函数计算器等工具)
实验提示：
1）调节分光计。
(1)目测粗调水平 (2)用自准法调整望远镜物镜和目镜
(3)调节望远镜轴线、载物台台面与分光计主轴垂直（4）调节平行光管出射平行光并垂直于分光计主轴；全部调好后举手示意让老师检查、记分
2）三棱镜的顶角A 是已知条件：A = 60O 3）测量三棱镜的最小偏向角
如图放置三棱镜，使平行光管、望远镜、三棱
镜粗调到右图所示位置。
先用眼睛直接找到折射光的大致方向，当看到各种颜色的光谱线时,人眼看着光谱线不动,把望远镜转到人眼的前面,再用望远镜观察。
对准要测的一条光谱线（例如绿线）,当转动载物台(棱镜随着载物台转动)（即改变入射角）使入
射角减小，望远镜视野中谱线会发生左或右平动，
说明谱线向入射光方向靠拢，偏向角逐渐减小，此
时缓慢转动望远镜跟踪该谱线，直至载物台（棱镜）继续沿着同方向转动到某个位置时谱线不再向一
侧移动，而载物台（棱镜）继续沿原方向转动时谱
线反而向相反方向移动，此谱线“回头”的转折点即为该谱线的最小偏向角位置。
这时把望远镜竖直叉丝对准这个转折点的谱
线，转动望远镜使其分划板竖直准线将该谱线左右
大致平分，记录该出射谱线的角位置1ϕ的两个游
标读数θ左和θ右。
然后在转动望远镜使望远镜对准入射光（移去三棱镜，转动望远镜，正对平行光
管，使望远镜竖直准线与入射狭缝相重合）读取入射光角位置读数0ϕ,记下两个游标的读数θ'左
和θ'右, 则最小偏向角δmin ＝｜1ϕ－0ϕ｜，即
min 1()2
δθθθθ''=-+-左左右右 将A 和δmin 代入公式2sin 2
sin min A A
n +=δ，即可求得三棱镜对该单色光的折射率。
（注意δmin 跟玻璃
折射率有关，考试过程测定的玻璃三棱镜有好几种，不同同学得到的数据不一定一样，大致在30O ~
60O 之间，计算器使用的时候注意“弧度”和“度”的转换）。
重复上述操作，一共测量三次，求载物台 平行光管
望远镜。