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。

四、总结

本文介绍了两种常用的测量玻璃折射率的方法：菲涅尔反射法和自制单臂反射法。菲涅尔反射法需要使用半透镜和平面镜来调整反射光和透过光的路径，精度较高；自制单臂反射法则使用单臂反射仪来测量折射率，操作简便，精度也较高。在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的方法进行测量。