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
()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧='+''-+'-=='='
=12
1221122211sin 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 60
sin 60cos 60sin θ2022
00+⋅+=
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：=--=min
max min max I I I I P 2、棱镜折射率=+⋅+=0)in s (n 60sin 60sin 60cos 60sin θ202200。