测量玻璃折射率
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。
高考物理实验-测定玻璃的折射率
测定玻璃的折射率知识元测定玻璃的折射率知识讲解一、实验目的测定玻璃的折射率．二、实验原理折射率公式n=．三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．四、实验步骤1．把白纸用图钉钉在木板上．2．在白纸上画一条直线aa′作为界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′．3．把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一条边跟aa′对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′．4．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2．5．在玻璃砖的bb′一侧竖直地插上大头针P3，用眼睛观察调整视线要使P3能同时挡住P1和P2的像．6．同样地在玻璃砖的bb′一侧再竖直地插上大头针P4，使P4能挡住P3本身和P1、P2的像．7．记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针，过P3、P4画直线O′B与bb′交于O′点，连接OO′，OO′就是玻璃砖内的折射光线的方向，入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O′ON′．8．用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的度数．9．从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里．10．用上面的方法分别作出入射角是30°、45°、60°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里．11.算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数，求出几次实验中所测的平均值，这就是玻璃的折射率．12．也可用如下方法求折射率n．用圆规以O为圆心，任意长为半径画圆，交入射线于P点，交折射线于Q点；过P作法线的垂线，交于N，过Q作法线的垂线，交于N′；用刻度尺分别测出PN和QN′之长，则n=．五、注意事项1．用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面．严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的两个边aa′、bb′．2．实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动．3．大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1和P2间、P3和P4间的距离应尽量大一些，以减少确定光路方向时造成的误差．4．实验时入射角不宜过小，否则会使入射角和折射角的值偏小，增大测量误差；入射角也不宜过大，否则在bb′一侧要么看不到P1、P2的虚像，要么看到P1、P2的像模糊不清，并且变粗，不便于插大头针P3、P4．例题精讲测定玻璃的折射率例1.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。
4.2实验 测定玻璃的折射率
本节课结束
谢谢聆听
2.在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)。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。
3.把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′。
新课讲授
4.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调 整视线方向直到P2的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4， 使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置。
高二物理（人教版2019）
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§2 测定玻璃的折射率
第四章 光
新课讲授
玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发 生折射，如何把玻璃的折射率测出来？
新课讲授
复习
1.光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之 比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
2.公式： n sin1 sin 2
新课讲授 六、实验误差 1.入射光线和出射光线确定的不够精确。因此要求插大头针时两大头针间距应稍大。
2.入射角、折射角测量的不精确。为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但 不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱。
新课讲授
测定玻璃的折射率
例题 在做测定玻璃折射率的实验时
（1）甲同学在纸上正确画出玻璃的两个界面ab和cd后，不慎碰了 玻璃砖，使他向ab方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都 正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将 怎样变化？
或 nc v
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一、实验目的 掌握测量玻璃折射率的方法。
二、实验设计 1.实验方案 如图当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃 砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线 O′D 就 能 够 画 出 光 从 空 气 射 入 玻 璃 后 的 折 射 光 线 OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折 射定律，就可以求出玻璃的折射率了。
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
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。
测定玻璃的折射率(含答案)
实验十四 测定玻璃的折射率一、实验目的测定玻璃的折射率二、实验原理如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2可以计算出玻璃的折射率．图1三、实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．四、实验步骤1．用图钉把白纸固定在木板上．2．在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN ′.3．画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针．4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb ′.5．眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像．6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′，连接O 、O ′得线段OO ′.7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值． 五、误差分析1．入射光线和折射光线确定的不准确性．2．测量入射角和折射角时的误差．六、注意事项1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些．图2图33．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．记忆口诀白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖；两针决定入射光，再插一针挡两像；两针两像成一线，去砖画图是重点；入射线，折射线，做出法线角出现；入射角，折射角，不大不小是最好；拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验.例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P 1、P 2、P 3、P 4)、带有刻度的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相 互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa ′和bb ′，aa ′表示镀银的玻璃表面，bb ′表示另一表面，如图2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2的连线表示入射光线．(1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置．(2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤．(3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________.例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而BC和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率．(1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方体介质的折射率可表示为n ＝__________；图4图5(2)乙同学的做法是：缓慢调节射到AB 面上光线的入射角，使AD 面也恰好无光线射出．测得此时射到AB 面上光线的入射角为θ2，则长方体介质的折射率可表示为n ＝____________；(3)θ1和θ2的关系为：θ1______θ2(填“>”、“<”或“＝”)．例3 学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图4所示．在一圆盘上，过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2，并保持P 1、P 2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P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像，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P 3所插的位置，就可直接 读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置哪一处所对应的折射率的值大？答：________________________________________________________________________.(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________.1．关于“测定玻璃的折射率”的实验中，下列说法中不正确的是 ( )A ．有一组入射角(θ1≠0)和折射角，便可以得出玻璃的折射率B ．在本实验中采用玻璃砖，这是因为只有玻璃砖才能测出玻璃的折射率C ．本实验的各项步骤，都是为了找到给定的入射角的折射角而设计的D ．棱镜、半圆形玻璃砖等都可以用来测定玻璃的折射率2．用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa ′和bb ′，若不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图5所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将 ( ) A ．偏大 B ．偏小 C ．不变 D ．无法确定3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，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6①、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 ′为界面画图7图8 图9光路图，则图 6甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)． 丙同学测得的折射率与真实值相比________．4．如图7所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插上大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3.图中MN 为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点． (1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，则玻璃砖的折射率可表示为____________．(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．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，在棱镜的一侧插入两枚大头针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的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上标出的大头针的位置和三棱镜轮廓如图8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. 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P 1、P 2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P 1的像被P 2的像挡住．接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3及P1和P2的像．在纸上已标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图9所示(O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线)(1)在图上补画出所需的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角θ1和折射角θ2，请在图中标出这两个角．(3)用所测物理量计算折射率的公式是n＝____________.(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应尽量________(“小一些”或“无所谓”或“大一些”)．答案课堂探究例1 (1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2 例2 (1)l 22＋l 23 sin θ1l 3(2)1＋sin 2θ2 (3)>例3 (1) 3 (2)P 4对应的折射率的值大(3)1随堂训练1．B2．C [经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线，如图中虚线所示，由几何知识可知，测出 的折射角与真实的折射角相同．]3．偏小 不变 可能偏大，可能偏小，也可能不变4．(1)l 1和l 3l 1l 3(2)偏大 5．见解析解析 (1)光路图如图所示，画出通过P 1、P 2的入射光线，交AC 面于O ，画出通过P 3、P 4的出射光线交AB 面于O ′，连接OO ′，则光线OO ′就是入射光线P 1P 2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF 、OE 、GH 、OG 的长度)．(3)n ＝sin θ1sin θ2(或因为sin θ1＝EF OE ，sin θ2＝GH OG ，则n ＝EF /OE GH /OG ＝EF ·OG OE ·GH)． 6．(1)、(2)见解析 (3)sin θ1sin θ2(4)小一些 解析 (1)光路图如图所示．(2)入射角θ1和折射角θ2如图中所示。
测定玻璃的折射率
6、误差分析
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。
读数标尺
读数盘
测微鼓轮
目镜
读数标尺
调焦手轮 物镜
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
h x tan i
h x tan r
h h tan i h sin i cos r h 1 n2 sin2 i tan r cosi sin r n cosi
当i→0时，可得： n h h
实验原理
3、光路法测量折射ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 若取线段OM=OP
n sin i MK sin r QP
实验仪器
测定玻璃的折射率
实验原理
1．折射定律及折射率 光的直线传播、光的反射和折射三个实验定律构成几何光学
的基础，是各种光学仪器设计的理论根据。 如图1所示，折射定律可表示为：
n1 sin i n2 sin r
n2 > n1
i
n1
n2 r
图1 光的折射
实验原理
2．视深法测量折射率
由折射定律可知：
nsin i n0 sin r sin r
面的距离（即为视深h’）及玻璃砖的厚度h;
（4）代入公式 n h h
即可求得
实验内容
二、光路法测定玻璃砖的折射率
1、用激光器； 2、用大头针 3、用毫米方格纸
实验内容
撰写实验报告要求
1、实验目的 2、实验原理（简要原理，光路图，公式） 3、实验仪器（应写明仪器型号、规格、精度） 4、实验内容及步骤 5、测量数据及结果处理（画出数据表格、写明物理量和单位，计
测定玻璃的折射率
最小偏向角法
01
02
03
04
原理
通过测量光在玻璃中传播时的 最小偏向角，利用公式计算折
射率。
步骤
将待测玻璃放在棱镜和望远镜 之间，调整棱镜角度，观察到 光斑移动，记录最小偏向角。
优点
操作简单，对设备要求不高。
缺点
精度较低，受环境影响较大。
临界角法
原理
利用光在玻璃和空气界面上的 全反射现象，通过测量临界角
测定玻璃的折射率
contents
目录
• 引言 • 折射率的物理基础 • 测定玻璃折射率的方法 • 实验器材与步骤 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01 引言
折射率的定义
折射率是光线从一个介质进入另一个介质时，由于速度的改 变而产生的方向改变的度量。它是光线入射角与折射角的正 弦之比，用符号n表示。
误差来源
误差主要来源于测量角度时的误差、光线的散射以及实验环境的不稳定。
减小误差的方法
为了减小误差，我们可以采用更精确的测量仪器、多次测量取平均值、改善实验环境等措施。
06 结论与展望
结论总结
实验原理
通过光的折射定律，利用棱镜分 光仪等实验设备，精确测量入射 角和折射角，从而计算出玻璃的
折射率。
实验结果
实验测得玻璃的折射率为1.52， 与标准值1.51相比，误差较小，
说明实验方法可靠。
误差分析
实验中可能存在的误差源包括测 量角度时的读数误差、棱镜分光 仪的精度误差等，可通过提高测 量精度和采用更精确的实验设备
来减小误差。
研究展望
1 2 3
拓展应用领域
该实验方法可应用于其他光学材料的折射率测定， 为光学研究和应用提供更多数据支持。
玻璃折射率测定
玻璃折射率测定
简介
玻璃折射率（也称为折射系数）是指光线从真空或空气中进入玻璃时的折射程度。
准确测定玻璃折射率对于材料科学和光学应用至关重要。
本文档介绍了一种常用的测定玻璃折射率的实验方法。
实验步骤
1. 准备材料和设备：
- 玻璃样品
- 光源（例如激光器或白光源）
- 精密角度测量仪器
- 直尺和标尺
2. 设置实验装置：
- 将玻璃样品固定在一个支架上，并确保其表面是平整的
- 将光源置于一定距离内，并确保光线垂直入射玻璃
- 在玻璃旁边放置一个角度测量仪器，用于测量入射和出射角度
3. 测量入射和出射角度：
- 将角度测量仪器的指针对准光线的入射和出射点，并记录两者的角度
4. 进行计算：
- 根据测得的入射和出射角度，使用折射率的定义公式计算玻璃的折射率
- 重复以上步骤多次，取平均值以提高准确性
5. 分析结果：
- 将测得的折射率与已知玻璃折射率进行比较，评估实验的准确性和可靠性
注意事项
- 在实验中要确保使用合适的光源和角度测量仪器，以获得准确的测量结果。
- 实验过程中要小心操作，避免损坏玻璃样品或设备。
- 测量过程中要尽量避免外界因素的干扰，如空气湿度和环境温度的变化。
结论
测定玻璃折射率是一项重要的实验，通过使用适当的材料和设备，结合准确的测量方法，可以得出较为准确的结果。
这些实验结果对于光学应用和材料科学具有重要的参考价值。
实验：测定玻璃的折射率
分析实验中存在的问题和改进方法
存在的问题
在实验过程中，由于环境光线的影响，可能会出现误差；同时，测量角度时也可能存在 误差。
改进方法
为了减小误差，可以在实验过程中使用遮光板来减少环境光线的干扰；同时，采用更加 精确的测量工具来提高角度测量的准确性。
果。
调整实验装置，使光线正确地进入折射率计
调整光源与玻璃片的 相对位置，确保光线 能够垂直入射到玻璃 片上。
确保光屏的位置能够 接收到折射后的光线， 以便观察和记录。
调整折射率计的角度， 使入射光线和折射光 线分别对准标尺上的 刻度。
记录实验数据，并计算玻璃的折射率
观察并记录入射角和折射角的大小。 根据折射定律公式（n=sin i/sin r），计算玻璃的折射率n。
数据处理
为了更准确地分析实验结果，我们对 原始数据进行了平均处理，以减小测 量误差。
折射率计算结果与误差分析
折射率计算
根据斯涅尔定律，我们计算出了玻璃的折射率。
误差分析
通过对实验过程的分析，我们确定了折射率计算结果的误差范围，主要来源于测量角度和光速的误差 。
实验结果与理论值的比较分析
理论值比较
折射率的概念和计算公式
折射率
光在真空中的速度与光在介质中的速度之比，称为介质的折 射率。
计算公式
n=c/v，其中c为光在真空中的速度，v为光在介质中的速度。
折射率计的工作原理和使用方法
工作原理
折射率计利用光的折射现象来测量介质的折射率。当光线从空气射入玻璃时，其 折射角会发生变化，通过测量这个角度的变化，可以计算出玻璃的折射率。
使用方法
将待测玻璃放入折射率计的样品槽中，调整入射角，使光线射入玻璃并发生折射 。通过测量折射角的变化，可以计算出玻璃的折射率。
实验14 测量玻璃的折射率
(2)两光学表面平行的玻璃砖的入射光线与出射光线平行，在空气中的 入射角大于玻璃中的折射角，在题图中，根据玻璃砖界线及四个孔洞位置 分别作出光路图及法线，如图1所示分析可知实验操作正确的是D。
解析
(3)如图 2 所示，玻璃的折射率 n＝ssiinnri，又 sini＝ARC，sinr＝BRD，故 n ＝BADC。
解析
3.某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸 上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧 观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4， 使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针的位置 和三棱镜的轮廓如图所示。
[解析] (1)根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光 线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，则即使P1、P2的距离较大，通过玻 璃砖仍然可以看到P1、P2的像，A、D错误；为减小测量误差，入射角应适 当大一些，则P1、P2的连线与法线NN′的夹角应适量大些，B错误；为了 减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，C正确。
(2)甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系 分别如图乙中①、②所示，其中甲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。则甲同学测得的折射率与真实值相比__偏__小____(填“偏大”“偏小”或 “不变”)；乙同学测得的折射率与真实值相比__不__变____(填“偏大”“偏 小”或“不变”)。
解析
(2)图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线 表示实际光线，可见测得的折射角偏大，则由折射定律可知，甲同学测得 的折射率与真实值相比将偏小；图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃 砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
原创3：实验十四 测定玻璃的折射率
减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来
测量。
[解析]
(1)由折射率公式可得 n＝ssiinn
90°－θ1 90°－θ2
＝ccooss
θ1 θ2
(2)玻璃砖的宽度越大，出射光线的侧移量越大，玻璃砖中
折射光线的误差越小，所以应选用宽度大的玻璃砖来测量。
[答ห้องสมุดไป่ตู้]
cos (1)cos
(3)光斜射入两底面平行的玻璃砖一个表面，折射光线会从另一个 表面平行原入射光线射出玻璃砖。图中两条平行光线入射，P1P2 左边的光线会从梯形玻璃砖另一底面平行射出，且通过 B；而光 线 P1P2 将由梯形玻璃砖侧面出射，方向为 P3 和 A 的连线。
答案：(1)见解析图 (2)1.51 (3)A
2．(2012·浙江高考)在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经 正确操作插好了4枚大头针，如图实－14－8甲所示。
图实－14－8
(1)在下图中画出完整的光路图；
(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求
得该玻璃砖的折射率n＝________(保留3位
有效数字)；
图实－14－9
(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了
答案：光学 d e
6．如图实－14－14所示，某同学用插针法测定 一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上 垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并 让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部 分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、 图实－14－14 P2的像，连接OP3，图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对 称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD 均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
尺测出EH、E′H′的长度就可以求出n。
测定玻璃的折射率
18. 如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线 的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两 个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，地 磁场方向与地面平行，由南指向北。图中摇“绳”同学是沿东西 站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边， 手握导线的B点。则下列说法正确的是 A．当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大 B．当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大 C．当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B D．在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高
14．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气 中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O 时，下 列情况不可能发生的是
O
O
O
O
A
B
C
D
14．一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A．波长一定变长 B．频率一定变小 C．传播速度一定变小 D．一定发生全反射现象 17．图1为一列简谐横波在t=0时的波形图，P是平衡位 置在x=1cm处的质元，Q是平衡位置在x=4cm处的质元。 图2为质元Q的振动图像。则 A．t=0.3s时，质元Q的加速度达到正向最大 B．波的传播速度为20m/s C．波的传播方向沿x轴负方向 D．t=0.7s时，质元P的运动方向沿y轴负方向
用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截 面的圆心，使入射光线跟玻璃砖平面垂直，如图5所示四个 图中P1、P2、P3、P4是四个学生实验插针的结果 1）在所示的四个图中肯定把针插错了位置的是 2）在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是
思考4：做“测定玻璃折射率”实验时 ⑴甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab 和cd后，不慎碰了玻璃砖，使它向ab方向平移 了一些，则他测出的折射率将_____； ⑵乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab、 cd间距比玻璃砖宽度大些，则他测出的折射率 将_____； ⑶丙同学所画的界面cd与实际的界面不重合， 则他测出的折射率将_____。
第6讲 实验：测定玻璃的折射率
解析：(1)此后正确的操作步骤是：插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像；插上大 头针 P4，使 P4 挡住 P1、P2 的像和 P3，B、D 正确。 (2)能够仅通过测量 ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，因为 n＝
ED
sin sin
θθ12＝OFGD＝EFDG。
OG
答案：(1)BD
(2)丙
ED FG
创新角度(二) 实验方法的创新 2.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射
率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针 P1、P2 与圆心 O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖 绕圆心 O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察 P1、P2 的像， 且 P2 的像挡住 P1 的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰 好消失。此时只需测量出____________________，即可计算出玻璃砖的折射率。 请用你测量的量表示出折射率 n＝________。
第 6 讲 实验：测定玻璃的折射率
一、实验目的
1．测定玻璃的折射率。
2．掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。
二、实验原理
如图所示，当光线 AO 以一定的入射角 θ1 穿过两面平行的玻 璃砖时，通过插针法找出跟入射光线 AO 对应的出射光线
O′B，从而得出折射光线
OO′和折射角
θ2，再根据
n＝ssiinn
(1)此后正确的操作步骤是________。 A．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P2 的像 B．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像 C．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 的像 D．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P1、P2 的像和 P3
测玻璃的折射率知识点总结
测玻璃的折射率知识点总结测玻璃的折射率知识点总结折射率是一个物质对光的波速变化程度的量度。
在测量玻璃的折射率时，我们需要了解一些与折射率相关的知识点。
本文将总结测量玻璃折射率时的相关知识点，帮助读者更好地理解和应用这些概念。
一、折射定律折射定律是描述光在两种介质边界上折射行为的定律。
根据折射定律，光线从一种介质射入另一种介质时，入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足一个简单的数学关系。
折射定律的数学表达为：n1sinθ1 = n2sinθ2其中，n1和n2分别代表两种介质的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。
二、光的反射与折射光在垂直入射时，即入射角为0°时，不发生折射，只产生反射。
入射角大于0°时，既有反射也有折射。
根据折射定律的数学表达式，我们可以看出，当入射角θ1增大时，折射角θ2也会增大，光线离法线越近则折射角越小，光线离法线越远则折射角越大。
三、绝对折射率和相对折射率绝对折射率是指光从真空（或空气）射入某种介质的折射率。
常用符号n来表示。
相对折射率是指光从一种介质射入另一种介质时的折射率，它是相对于真空的折射率之比。
常用符号n1/n2来表示。
四、玻璃的折射率测量方法测量玻璃的折射率有很多方法，以下是几种常用的方法：1. 折射仪法折射仪法是最常用的测量折射率的方法之一。
这种方法利用的是折射定律的基本原理。
通过测量入射角和折射角，根据折射率的定义进行计算，从而得到玻璃的折射率。
2. 光栅法光栅法是利用光栅的特性来测量玻璃的折射率的方法。
首先，将光栅固定在光路中，让光通过光栅后产生衍射。
然后，利用衍射产生的干涉条纹，通过计算光栅周期、角度等参数，得到玻璃的折射率。
3. 藤原法藤原法是利用薄平面平行玻璃板的特性来测量玻璃的折射率的方法。
通过实验测试，测量出透过光板的平行光束的角度，并且根据藤原法则计算折射率。
五、玻璃折射率的应用领域玻璃是一种常用的建筑材料，折射率的准确测量对于玻璃制品的生产和应用具有重要意义。
测定玻璃的折射率插针法课件
数据记录
实验过程中需要准确记 录每个插针的折射角， 以便后续数据处理和计
算。
04 数据处理与分析
数据记录
实验数据
记录实验过程中测得的所 有数据，包括插针法测得 的折射率、观察到的折射 现象等。
实验环境参数
记录实验时的温度、湿度 、气压等环境参数，以便 对实验结果进行校正。
实验操作步骤
可使用白色或黑色屏幕，以便更好地 观察折射光线的变化。
测量工具
量角器
用于测量折射角。
直尺
用于测量插针在玻璃砖表面上的投影长度。
望远镜或放大镜
用于更精确地观察插针和折射光线。
03 实验操作与注意事项
实验操作流程
调整光源角度
使光线垂直照射在玻璃板上， 确保光线与玻璃表面完全接触 。
观察折射现象
观察插针在光源照射下的折射 现象，并记录折射角。
准备实验器材
包括玻璃板、插针、光源、屏 幕、测量尺等。
插针操作
将插针插入玻璃板中，确保插 针与玻璃表面平行，并固定好 位置。
数据处理
根据折射角计算玻璃折射率。
实验操作要点
确保插针与玻璃表面平行
这是保证实验准确性的关键，可以使用测量 尺等工具辅助调整。
观察折射现象
需要仔细观察插针在光源照射下的折射现象 ，并准确记录折射角。
射率。
步骤四
重复实验多次，求取平均值， 得到更精确的结果。
02 实验器材与材料
玻璃砖
选取透明度高的玻璃 砖，确保光线能够顺 利透过。
确保玻璃砖的表面光 滑、平整，以减小误 差。
玻璃砖应具有足够的 尺寸，以便于插针和 测量。
插针
选择足够硬且不易变形的金属 针作为插针。
测量玻璃的折射率说课稿
测量玻璃的折射率说课稿
大家好，今天我要给大家讲解测量玻璃折射率的方法。
玻璃是一种无色、透明的材料，常见于建筑、家居、电子等领域。
玻璃的折射率是指光线通过玻璃时，光线的速度在不同介质之间发生变化，导致光线的折射角度发生改变的现象。
测量玻璃折射率的方法有很多种，下面我将介绍两种常见的方法。
第一种方法是通过折射法测量玻璃的折射率。
这种方法需要使用一个折射计来测量，首先在试样上刻上两条平行线，使其恰好与折射计上的两个刻度对齐。
然后在试样中央放置一束光线，通过调节折射计的角度，使其刻度线上出现清晰的分界线。
记录下试样厚度和折射计度数，就可以计算出玻璃的折射率。
第二种方法是通过自发重组光的相干性测量玻璃的折射率。
这种方法需要使用一个相干干涉仪来测量，首先在玻璃上涂上一层单色光敏感的涂层，在照射相干照明下，光线会在玻璃板上产生干涉现象。
然后调整相干干涉仪的位置和角度，记录下干涉条纹的位置和数量，就可以计算出玻璃的折射率。
以上是关于测量玻璃折射率的两种常见方法，它们都需要使用专业的设备和技术，需要慎重对待。
测量出玻璃的折射率对于生产制造和科学研究都具有重要意义。
谢谢大家！。
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