三棱镜折射率
《测定三棱镜折射率》物理实验报告实验报告
测定三棱镜折射率实验目的1.掌握三棱镜的工作原理，了解折射率的概念与测量方法。
2.通过实验测量三棱镜的折射率，掌握折射率测量实验的方法和技巧。
实验器材1.三棱镜2.光源3.半圆形槽4.透明板5.游标卡尺6.直尺7.三角板实验原理三棱镜的工作原理三棱镜的工作原理是利用光的折射原理，在三棱形各边与底面边缘的交点处，发生多次反射折射后，使光线通过底面侧面斜入，在顶面因截面等效而沿垂直入射，从而使得光线发生偏折，从而达到折射作用。
折射率的概念在光从一介质（例如空气）进入另一个介质（例如玻璃）时，它的速度发生变化，因此出现了弯曲。
这个现象被称为折射。
折射率即为介质对光线的折射能力的描述，数值上表示为两个介质中光速比的倒数。
即：$$ n=\\frac{c_1}{c_2} $$其中，n为折射率，c1表示入射介质中的光速，c2表示出射介质中的光速。
折射率的测量方法三棱镜测量法在三棱镜的顶面留下一条黑线，用一个反光板每次转动 10 度的方式，在三棱镜旁边找到对应的入射角和折射角，即可测量出三棱镜的折射率。
1.将三棱镜放在半圆形槽上，加入透明板，使三棱镜平静地放在槽内。
注意调整透明板和三棱镜之间的夹角为90度。
2.点亮光源，使其通过透明板垂直入射于三棱镜的一个侧面，使得光线尽可能平行于三棱镜的顶面。
3.用游标卡尺测量光线交点到基准线的距离，这里可以测量光线再次出射的面上的交点。
4.移动透明板，调整进入三棱镜的光线的角度，重复 3 步骤，记录不同角度下的距离。
5.根据记录的数据计算三棱镜的折射率。
实验结果与分析我们重复了三次实验，分别记录了不同角度下的距离数据。
最终得到的数据记录如下表所示：入射光角度透光距离（cm）60 8.665 8.370 8.075 7.8根据以上数据，我们可以计算出三棱镜的折射率。
对于以顶点为入射点，以三棱镜底面作为对称面，对于三棱镜而言，以法向量向上一侧为 1 值，那么我们可得：$$\\sin {\\theta_1} = \\frac{1}{n} \\cdot \\sin {\\theta_2}$$其中 $\\theta_1$ 为第一次光线入射三棱镜内部成角度，$\\theta_2$ 为第二次光线入射三棱镜内部成角度，n为三棱镜折射率。
大学物理实验-三棱镜折射率的测量
一、实验名称 三棱镜折射率的测量 二、实验目的（1） 观察三棱镜的色散现象。
（2） 掌握用分光计测量三棱镜最小偏向角的基本方法。
（3） 学习利用最小偏向角测定三棱镜对各色光的折射率的基本思路。
三、实验原理 (基本原理概述、重要公式、简要推导过程、重要图形等；要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材)1. 分光计简单介绍：分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪，在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角、光束的偏向角等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察、测量光谱线的波长等。
分光计主要由底座、望远镜、平行光管、载物平台和刻度圆盘等几部分组成，分光计的调节是很重要的，分光计是在平行光中观察有关现象和测量角度， 因此应达到以下三个要求：平行光管发出平行光；望远镜能接受平行光；望远镜、平行光管的光轴垂直仪器公共轴。
2. 用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率一束单色光以角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面射出来，出射角为i 12。
入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。
当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角的变化而变化。
而当12'i i =时，δ为最小。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
由图可以看出，这时1'2Ai =min111='22A i i i δ-=-min 1()2A i δ+=设棱镜材料折射率为n ，则11sin sin 'sin2A i n i n == 故min 1()sinsin 2A i n AAδ+== 由此可知，要求得棱镜材料的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角。
四、实验内容和步骤（要求用自己的语言概括与总结，不可照抄教材）1) 调节分光计：目测粗调(望远镜、准直管等高共轴)；用自准法调整望远镜；调整准直管。
2) 使三棱镜光学侧面垂直于望远镜光轴：1，调载物台的上下台面大致平行，将棱镜放到载物台上，使棱镜三边与台下三螺钉的连线所成三边互相垂直；2，接通目镜光源，遮住从平行光管来的光。
物理《测定三棱镜折射率》的实验报告
物理《测定三棱镜折射率》的实验报告实验目的：1.学习了解三棱镜的折射现象。
2.了解测量折射率的方法。
3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。
4.掌握数据处理和误差分析方法。
实验器材：三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。
实验原理：当光线通过三棱镜时，会发生折射和反射两种现象。
根据光的折射定律，入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$，其中$n$为折射率，$i$为入射角，$r$为折射角。
根据实验测得的入射角和折射角的数值，可以计算出三棱镜的折射率。
实验步骤：1.将三棱镜固定在调节盒上，并将调节盒安装在经纬仪上，使其处于水平状态。
2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上，确保经纬仪的刻度盘可读，并能顺利旋转。
3.使用光源放置在三棱镜的一侧，通过调整光源的位置和角度，使得射入的光线水平地射入到三棱镜中。
4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值，分别记录下来。
5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的折射率。
6.重复上述步骤，进行多次测量，取平均值作为最终的实验结果。
实验结果与讨论：经过多次测量，得到的入射角和折射角的数值如下所示：实验次数，入射角（度），折射角（度）--------，-------------，-------------1，50.2，32.42，49.8，32.23，49.6，32.34，50.0，32.65，50.1，32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为：$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果：$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括：1.入射角和折射角的测量误差，由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。
玻璃三棱镜折射率的测定原理
玻璃三棱镜折射率的测定原理
测定玻璃三棱镜的折射率通常使用折射仪或其他光学仪器进行。
下面是通过折射仪测定玻璃三棱镜折射率的基本原理：
1.原理概述：折射率是介质对光的折射能力的度量，定义为光在
真空中的速度与在介质中的速度之比。
玻璃三棱镜的折射率可
以通过将其放置在折射仪中，利用光的折射现象来测定。
2.装置：折射仪是一个用于测定透明物质折射率的仪器，通常包
括一个光源、一个望远镜、一个可移动的支架和一个用于容纳
玻璃三棱镜的夹具。
3.步骤：
•将光源对准折射仪，使光线垂直射向折射仪的底边。
•将玻璃三棱镜固定在仪器的夹具上，确保底边与光线垂直，使光线穿过玻璃三棱镜的底边。
•通过旋转支架，观察通过折射仪后的光线在望远镜中的位置，调整望远镜的焦距，使其对准光线。
•记录望远镜的刻度位置，然后移动支架，使光线通过玻璃三棱镜的两个斜边。
•再次调整望远镜，记录其刻度位置。
•通过这些数据，可以计算出玻璃三棱镜的折射率。
4.计算：
•利用折射率的定义，通过记录的数据和仪器的特性，可以使用折射率的计算公式计算出玻璃三棱镜的折射率。
需要注意的是，这个过程中要考虑到空气的折射率，通常在计算时需要校正。
此外，测量过程中要保持仪器的稳定性，确保准确测量。
这只是一种测量折射率的方法，实际上还有其他一些方法，但基本原理都是通过测量光线在介质中的传播来计算折射率。
三棱镜折射率测量实验报告
三棱镜折射率测量实验报告三棱镜折射率测量实验报告引言光学实验是物理学中非常重要的一部分，通过实验可以验证光的性质和规律。
本次实验旨在通过测量三棱镜的折射率来探究光的折射现象，并进一步了解光的传播规律。
实验原理折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
根据斯涅尔定律，光线在两种介质之间传播时，入射角和折射角之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。
而折射率则可以通过测量光线在不同介质中的传播速度来确定。
实验步骤1. 准备三棱镜和光源。
将三棱镜放置在光源前方，确保光线能够通过三棱镜。
2. 调整光源和三棱镜的位置，使得光线能够通过三棱镜的底面。
3. 在三棱镜的侧面上方放置一个光屏，用来接收光线。
4. 调整光源和光屏的位置，使得光线能够通过三棱镜的顶面并落在光屏上。
5. 测量入射角和折射角。
使用一个直尺测量入射光线和法线之间的夹角，即入射角。
然后使用另一个直尺测量折射光线和法线之间的夹角，即折射角。
6. 重复步骤5，测量不同入射角对应的折射角。
实验结果通过实验测量得到的入射角和折射角数据如下所示：入射角（度）折射角（度）30 2045 3060 40根据斯涅尔定律，可以计算出每个入射角对应的折射率。
将入射角和折射角的正弦比相除，即可得到折射率。
计算结果如下：入射角（度）折射率30 1.545 1.560 1.5讨论与分析根据实验结果可以看出，不同入射角对应的折射率都是相同的，都为1.5。
这是因为我们在实验中使用的是同一种介质，即空气。
而空气的折射率非常接近于1，所以在实验中无论入射角如何变化，折射率都保持不变。
然而，在实际应用中，不同介质的折射率会有所差异。
通过测量不同介质中的光线传播速度，我们可以得到不同介质的折射率。
这对于光学器件的设计和光学现象的解释都具有重要意义。
结论通过本次实验，我们了解了光的折射现象以及如何测量折射率。
实验结果表明，在同一介质中，不同入射角对应的折射率是相同的。
然而，在不同介质中，折射率会有所差异。
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：
通过测定三棱镜的折射角度和入射角度，计算出三棱镜的折射率。
实验原理：
当光线从一种介质射入另一种介质时，由于介质的折射率不同，光线会发生折射现象。
根据斯涅尔定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间有关系：n1*sin(i) =
n2*sin(r)，其中n1为入射介质的折射率，n2为折射介质的折射率，i为入射角，r为
折射角。
实验器材：
三棱镜、光源、平台、角度测量器等。
实验步骤：
1. 将三棱镜放在光源上方，调整光源位置和角度，使得光线正好射入三棱镜的第一个面。
2. 在平台上放置一个角度测量器，调整角度测量器的位置和角度，使其能够测量三棱
镜的入射角度。
3. 调节角度测量器，测量三棱镜的入射角度。
4. 调整三棱镜的位置和角度，使光线射出三棱镜的第二个面，再进入第三个面。
5. 用角度测量器测量光线的折射角度。
6. 根据斯涅尔定律，计算三棱镜的折射率。
实验结果：
根据测量得到的入射角度和折射角度，代入斯涅尔定律中计算得到三棱镜的折射率。
实验讨论：
在实验过程中，需要注意调节光源和角度测量器的位置和角度，保证测量的准确性。
同时，还可以通过多次测量取平均值，提高实验结果的可靠性。
实验结论：
通过测定三棱镜的折射角度和入射角度，计算得到三棱镜的折射率为x。
《测定三棱镜折射率》物理实验报告
《测定三棱镜折射率》物理实验报告实验目的：本次实验的主要目的是通过测定三棱镜折射率来加深我们对光学原理的认识，同时加强对实验技能的掌握能力。
实验原理：基于光的物理原理，我们知道当光线从一个介质中射入到另一个介质中的时候，光线的传播方向会发生改变，这个现象被称为折射。
而折射现象的大小取决于两个介质的折射率之比即$n=\frac{n_2}{n_1}$，因此我们可以通过测量折射角和入射角，从而计算出折射率。
具体的实验步骤：1、首先将三棱镜沿垂直光轴方向和基座方向均匀磨光，使其两个基面的夹角保持在一个特定的范围内。
2、接下来，将钠光管放置在恒温水槽中，通过调整透镜的位置使得光线射入三棱镜内部，此时可以通过放置白纸来观察到不同的色散现象。
3、钦定一个颜色作为参考，接着将三棱镜内部的光源移动，使其偏离初始位置，观察偏离后钦定颜色的变化，记录并计算出发生变化的角度。
4、重复上述步骤多次，同样记录和计算出每个不同角度偏移所对应的色散角度。
5、最终，将所有的数据整理出来绘制图表，通过数据比较、平均数计算和标准差求解，我们可以得出三棱镜折射率的值，并进行误差分析以确定实验结果的可靠性。
实验结果及误差分析：在本次实验中，根据我们所观察到的色散现象以及绘制出来的数据图表，可以得出如下的结论：1、当光线射入三棱镜内部时，光线的传播方向会发生一定角度的偏移。
2、在不同的偏移情况下，三棱镜所透射的光线颜色也会发生不同的变化。
3、通过我们的测量和计算，得出了三棱镜折射率的值，其具体数值为n=1.62。
4、在进行误差分析时，我们发现实验结果误差的主要来源是对角度的精确度掌握以及设备制造过程中的误差问题，其中，对于角度的精确测量需要更加严谨的设备和实验方法来进行控制。
总结：通过本次实验，我们不仅学习到了折射率的基本概念、三棱镜的原理和相关的实验技巧，更加深入了解光学原理的实践应用。
同时，也体验到了科学研究过程中的耐心解决问题的过程、严密思考与科学探究的过程。
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》
测定三棱镜折射率实验
实验目的
1、熟悉镜的折射原理、平面折射法几何构造和三棱镜的折射原理。
2、根据三棱镜的折射率、角度数据及遍历法求解出该镜的折射率。
实验原理
三棱镜就是利用三个接触角来充分发挥光线在介质之间的能量转换，利用折射法把进入介质完全反射到空气中。
它有两个特点：1. 所用折射法；2. 可以改变光线的方向以及角度。
根据三棱镜的折射原理计算出三棱镜的折射率及折射角。
实验步骤
1、准备仪器：三棱镜、镜架及万用表。
2、根据三棱镜的外表检查三棱镜的整齐与否；并测量三棱镜的反射角、三棱镜的折射角，测得数据如下：
a.三棱镜反射角：45
b.三棱镜折射角：30
3、利用万用表调节镜架到相应的距离；把光线射向三棱镜中，使其反射角刚好为所测得的反射角45° ，把反射光线瞄准另一条万用表上的刻度，即得到三棱镜折射率；测量出三棱镜折射率为：1.5。
4、最后把三棱镜原形放回去，收好仪器。
实验结果
通过上述实验，验证了三棱镜的折射率，三棱镜总折射率为1.5。
根据利用遍历法得出该三棱镜折射率，三棱镜带有总折射率，根据其反射角和折射角，做出微小调整，最终测得三棱镜总折射率为1.5。
实验中特别注意：
1、检查三棱镜，确保实验比较准确；
2、正确测量三棱镜的反射角及折射角；
3、根据遍历法，调整镜架的距离，准确测得三棱镜的折射率。
总结
通过本次实验，我们掌握了三棱镜的折射原理、折射率的测定方法；掌握平面折射法几何构造。
这些知识为我们今后熟练操作电光仪器，精确分析电光信号奠定了坚实的理论基础和实践经验。
分光计测三棱镜折射率实验报告
分光计测三棱镜折射率实验报告分光计测三棱镜折射率实验报告一、引言分光计是一种用来测量光的折射率的仪器，广泛应用于物理实验室和光学研究领域。
本实验旨在通过使用分光计来测量三棱镜的折射率，以加深我们对光的性质和光学实验的理解。
二、实验原理三棱镜是一种光学元件，可以将入射光分散成不同颜色的光谱。
当光经过三棱镜时，会发生折射现象，不同波长的光线会因折射率的不同而发生偏折。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间存在着一定的关系，即n₁sinθ₁=n₂sinθ₂。
其中，n₁和n₂分别为入射介质和折射介质的折射率，θ₁和θ₂为入射角和折射角。
分光计是一种用来测量光线折射率的仪器。
它由一个旋转的圆盘和一个望远镜组成。
当光线通过分光计的圆盘时，圆盘上的刻度会引起光线的偏转，望远镜中的光标可以用来测量光线的偏转角度。
通过测量不同颜色光线的偏转角度，我们可以计算出三棱镜的折射率。
三、实验步骤1. 将分光计放置在水平台上，并调整望远镜的高度，使其准确对准三棱镜的顶点。
2. 打开光源，将光线通过准直孔进入分光计。
3. 调整圆盘，使得光线通过圆盘的刻度线，观察望远镜中的光标。
4. 旋转圆盘，使光线通过三棱镜，并观察望远镜中光标的位置变化。
5. 记录不同颜色光线的偏转角度，并计算出相应的折射率。
四、数据处理与结果分析在实验中，我们记录了不同颜色光线的偏转角度，并计算出相应的折射率。
通过对数据的处理和分析，我们可以得到三棱镜的平均折射率，并与理论值进行比较。
根据实验数据，我们可以得到不同波长光线的折射率。
通过对这些数据进行平均，我们可以得到三棱镜的平均折射率。
与理论值进行比较后，可以发现实验结果与理论值较为接近，说明实验的准确性较高。
五、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
首先，光线的入射角度可能会有一定的误差，导致测量的折射角度不准确。
其次，仪器本身的误差也会对实验结果产生影响。
此外，环境因素如温度和湿度的变化也可能对实验结果产生一定的影响。
用分光计测定三棱镜的折射率
用分光计测定三棱镜的折射率
分光计是一种常用的实验仪器，其主要原理是利用光的色散性质，将白光分解成不同颜色的光，然后通过透镜将这些不同颜色的光分别聚焦在各自的位置上，从而实现对光谱的分析。
在实验中，我们可以利用分光计来测定三棱镜的折射率。
三棱镜是一种常见的光学元件，可以将光线折射成不同的角度。
在三棱镜中，光线入射时会发生折射和反射，从而形成不同的角度。
利用三棱镜的折射性质，我们可以测定其折射率。
1. 准备实验仪器：分光计、三棱镜、单色仪、荧光屏等。
2. 将三棱镜固定在分光计上，并将单色仪对准分光计的入口。
3. 开启分光计以及单色仪，让白光逐渐进入三棱镜。
4. 在荧光屏上观察到折射出红色、黄色、绿色、蓝色和紫色等不同颜色的光线。
使用分光计的刻度盘，将荧光屏上的不同颜色光线的角度分别记录下来。
5. 根据记录下来的角度，计算出每种颜色光线的折射率。
具体计算公式如下：
n=sin((A+B)/2) / sin(A/2)，其中，A为入射角，B为出射角，n为折射率。
6. 将计算得到的每种颜色光线的折射率取平均值，即可得到三棱镜的平均折射率。
需要注意的是，在实验过程中需要进行多次测量，以提高实验数据的准确性。
此外，在记录角度时也需要保证准确度，可以使用读数卡尺等仪器进行辅助测量。
总之，利用分光计测定三棱镜的折射率是一种常用的光学实验方法，通过本实验可以加深对分光计和三棱镜原理的理解，同时也可以提高实验技能。
三棱镜折射率的测定2
物镜调焦： 要求：绿十字光标成 像清晰，此时望远镜 对无穷远聚焦。
望远镜轴线、平台与中心转轴垂直
调节方法： 望远镜仰角 调节螺钮 载物平台下的 三个调节螺钮
望远镜轴线、平台与中心转轴垂直
目视粗调：将载物台和望远镜粗略调平 要求：能看到正反两面发射像
平行光管的调节
调 节 图 示
狭缝
锁紧螺钉
角度 测量次数
黄光 1 2 3
右 A
右B
中 A
中B
δmin
min
1 ( 右A 中A 右B 中B ) 2
数据处理要求
1、求三棱镜折射率 n ，并计算不确定度，写出结果表达式
三棱镜折射率的测定
主讲人：丰远 单位：合肥学院数理系
实验目的
1、掌握分光计的结构和调整技巧 2、学习用分光计测量三棱镜折射率的方法
实验原理
平行光管
1、最小偏向角法测三棱镜折射率
偏向角定义： 入射光 LD延长线与出射光 ER 反向延长线之间的夹角 最小偏向角定义： 当转动三棱镜时，入射角改变， 偏向角也会随之改变，在某个入 射角处，偏向角达到最小，称为 最小偏向角 min。 B
分光计
分光计的基本结构
望远镜 平行光管
载物台
实验操作步骤
1、分光计的调节 2、最小偏向角的测定
望远镜调节
目镜调焦： 方法：转动目镜调焦手轮
要求：使分划板上的叉丝 刻线和十字光标清晰。
前后移动目 镜套筒，使 绿十字光标 成像清晰
物镜调焦：
松开锁定 螺丝
将双面反射 镜贴于望远 镜的物镜上
拧紧锁定 螺丝
俯仰调节螺钉
①
松开螺钉，前后 移动狭缝,调清晰
②
《测定三棱镜折射率》物理实验报告_实验报告_
《测定三棱镜折射率》物理实验报告【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。
【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。
此时平行光管出射平行光，并且平行光管光轴与望远镜光轴重合。
至此分光计调整完毕。
3.测三棱镜的折射率(1)将三棱镜置于载物台上，并使玻璃三棱镜折射面的法线与平行光管轴线夹角约为60度。
(2)观察偏向角的变化。
用光源照亮狭缝，根据折射定律判断折射光的出射方向。
先用眼睛（不在望远镜内）在此方向观察，可看到几条平行的彩色谱线，然后慢慢转动载物台，同时注意谱线的移动情况，观察偏向角的变化。
顺着偏向角减小的方向，缓慢转动载物台，使偏向角继续减小，直至看到谱线移至某一位置后将反向移动。
这说明偏向角存在一个最小值（逆转点）。
谱线移动方向发生逆转时的偏向角就是最小偏向角。
1 用望远镜观察谱线。
在细心转动载物台时，使望远镜一直跟踪谱线，并注意观察某一波长谱线的移动情况（各波长谱线的逆转点不同）。
三棱镜折射率
三棱镜折射率测定的不同方法比较姓名:YUE摘要：折射率为一光学常数，它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。
折射率是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数。
测量三棱镜的折射率，常用的方法很多，其中最小偏向角法和布儒斯特角法是大学物理中运用到的两个重要实验，此外还可以利用临界角法（全反射法）来测量三棱镜的折射率。
根据对这三种方法的实验原理、实验步骤以及对实验的误差进行分析比较，总结得出各种测量方法的优点与缺点。
关键词：最小偏向角；布儒斯特角；临界角；折射率引言在生产和科学研究中往往需要测定一些固体和液体的折射率。
三棱镜的折射率可以用很多方法和仪器来测量，方法和仪器的选择取决于对测量结果精度的要求。
在分光计上用最小偏向角法测量棱镜的折射率可以达到较高的精度，所测折射率的大小不受限制。
同时最小偏向角法还可以用来测定光栅常数。
因此，学习和掌握三棱镜最小偏向角的测量原理和方法，有很大的实用意义。
布儒斯特角法测量三棱镜折射率原理简单，过程复杂。
一般对布儒斯特角的测量，利用高校物理实验室都有的测量液体折射率实验装置,可以既简单又较精确地测量布儒斯特角,并验证布儒斯特定律。
但是一般实验中常利用目测消光的方法来测量，由于目测的不精确性就给结果造成了较大的误差。
所以在实验中我们利用功率功率激光探头来测量光强，减小实验误差。
临界法（全反射法）属于比较测量，利用光学中的全发射，光从三棱镜射入空气中，入射角为某一数值时，会发生全反射，而且这种方法的实验步骤与最小偏向角法相似，操作过程简单。
一、实验原理1.1 分光计简介分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪。
在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角，光束偏向角等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察光谱，测量光谱线的波长等。
分光计的测量原理：光源发出的光经过准直管后变成平行光,平行光经载物台上的光学元件折射、反射或衍射后改变了传播方向,绕中心转轴转动的望远镜先后接收到方向没有改变和改变后的平行光，然后由读数圆盘读出望远镜前后两个位置所处的角度，即可由相关公式计算出望远镜的转动角度。
三棱镜折射率 PDF
三棱镜折射率 PDF三棱镜是一种非常常见的光学器件，它是由三个互相垂直的平面组成的，我们可以将入射光线引入三棱镜中的一个面上，然后观察到从另一个面上发出的折射光线。
三棱镜的折射率是一个非常重要的参数，它描述的是三棱镜对光线的折射程度，也就是说，折射率越大，光线就会更容易地被折射。
在光学实验中，我们通常是通过测量三棱镜的折射率来确定它的光学性能的。
下面我们就来介绍一下如何测量三棱镜的折射率。
1、实验装置这里我们采用常见的半自动测量法，实验装置如下：（1）三棱镜（2）平行平板玻璃（一块）（3）尺子（4）探测器（5）光源（6）平面反射镜（7）角度调整器（8）红光滤光片（9）玻璃制支架（10）探头夹2、实验原理所谓半自动法，指的是在实验中需要手动改变探头的位置，以从而确定出折射角。
具体的实验原理如下：实验使用平板玻璃作基座，将三棱镜放置在基座上，使得其中一个棱正对于平板玻璃的一个侧面。
使用光源和反射镜，将光线输入到三棱镜中，并观察到从另一个面上发出的折射光线。
然后通过探测器来测量入射角和折射角。
在改变探头的位置时，需要手动记录探头的位置，并且每次改变探头的位置时需要重新进行测量。
在测量时，我们一般使用红光滤光片来减少多次反射的影响。
3、实验步骤（1）测量三棱镜的底角和侧角大小。
（2）调整仪器，使得光线和探头之间成正交关系。
（3）调整仪器，使得光线穿过反射镜并进入三棱镜中的一个面上（注意保证光线的入射角度不会太大，否则会发生全反射）。
（4）观察从另一个面上发射出来的折射光线，记录下其位置。
（5）调整探头的位置，记录下角度，并重新测量。
（6）重复以上步骤，直到测量完所有需要的角度。
（7）计算出入射角度和折射角度的比值，并用 Snell 定律计算出三棱镜的折射率。
4、实验结果通过上述测量方法，我们可以得到三棱镜的折射率为1.51。
此外，实验过程中，我们还发现在调整光线的入射角度时，需要特别小心，否则可能会产生全反射现象，直接影响到测量结果的准确性。
三棱镜折射率计算公式推导
三棱镜折射率计算公式推导摘要：1.引言2.三棱镜的构造和原理3.折射率的定义和计算方法4.三棱镜折射率的推导过程5.结论正文：1.引言三棱镜是一种常用的光学元件，它主要用于光的折射和色散。
在光学研究中，我们经常需要计算三棱镜的折射率，以便更好地了解其光学性能。
本文将介绍三棱镜折射率的计算公式推导过程。
2.三棱镜的构造和原理三棱镜由三个平面镜组成，其中两个平面镜互相垂直，另一个平面镜与这两个平面镜的交线平行。
当光从空气射入三棱镜时，会在第一个平面镜上发生折射，然后在第二个平面镜上再次折射，最后从第三个平面镜射出。
在这个过程中，光的传播方向会发生改变，这就是三棱镜的折射原理。
3.折射率的定义和计算方法折射率是描述光在两种介质之间传播时，光速度变化的物理量。
它定义为光在真空中的速度与光在某种介质中的速度的比值，通常用符号n 表示。
折射率的计算方法有多种，其中最常见的是使用斯涅尔定律。
斯涅尔定律指出，当光从一种介质射入另一种介质时，入射角和折射角之间的正弦值与两种介质的折射率之间存在一定的关系。
4.三棱镜折射率的推导过程为了推导三棱镜的折射率，我们可以将三棱镜分解成一个个微小的光学元件，然后分别计算每个微小元件的折射率。
具体来说，我们可以将三棱镜看作是由许多小的平面镜组成的，每个小平面镜的折射率可以通过斯涅尔定律计算。
然后，我们将所有小平面镜的折射率相乘，得到整个三棱镜的折射率。
5.结论通过以上推导过程，我们可以得到三棱镜的折射率计算公式。
在实际应用中，我们可以通过测量光的入射角和折射角，然后代入公式计算三棱镜的折射率。
三棱镜折射率计算公式推导
三棱镜折射率计算公式推导【实用版】目录1.引言2.三棱镜的构造和原理3.折射率的定义和计算方法4.三棱镜折射率的推导过程5.结论正文1.引言三棱镜是一种常用的光学元件，广泛应用于光谱分析、折射定律的实验验证等领域。
在光学研究中，我们常常需要计算三棱镜的折射率，以便更好地了解其光学性能。
本文将从光程差和折射定律出发，推导三棱镜的折射率计算公式。
2.三棱镜的构造和原理三棱镜由两个平行的反射面和连接两个反射面的折射面组成。
当光线垂直于一个反射面入射时，会在折射面上发生折射，然后在另一个反射面上发生反射，最后从另一个反射面出射。
根据光的折射定律，入射角和折射角之间的比值等于两种介质的折射率之比。
3.折射率的定义和计算方法折射率是物质对光的传播速度的影响程度的量度，通常用 n 表示。
根据光程差公式，光程差ΔL 与折射率 n、入射角 i 和折射角 r 之间的关系为：ΔL = n * d * (i - r)，其中 d 为三棱镜的厚度。
4.三棱镜折射率的推导过程假设一束光线从空气垂直于三棱镜的一个反射面入射，折射角为 r，反射角为 i"，折射率为 n。
根据折射定律，我们有：n * sin(r) = sin(i")（式 1）。
光线在三棱镜内部传播时，会在折射面上发生折射，然后在另一个反射面上发生反射。
假设在折射面上的入射角为 i，折射角为 r"，则根据折射定律，我们有：n * sin(i) = sin(r")（式 2）。
由于光线在三棱镜内部传播时，光程差为 0，即：i * d = r" * d （式 3）。
将式 2 代入式 3，可得：i = r"。
将 i = r"代入式 1，可得：n * sin(r) = sin(i) = sin(r")。
由于 sin 函数在 [0, π/2]区间内是单调递增的，因此我们可以将式4改写为：n * r = r"。
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三棱镜折射率测定的不同方法比较姓名:YUE摘要：折射率为一光学常数，它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。
折射率是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数。
测量三棱镜的折射率，常用的方法很多，其中最小偏向角法和布儒斯特角法是大学物理中运用到的两个重要实验，此外还可以利用临界角法（全反射法）来测量三棱镜的折射率。
根据对这三种方法的实验原理、实验步骤以及对实验的误差进行分析比较，总结得出各种测量方法的优点与缺点。
关键词：最小偏向角；布儒斯特角；临界角；折射率引言在生产和科学研究中往往需要测定一些固体和液体的折射率。
三棱镜的折射率可以用很多方法和仪器来测量，方法和仪器的选择取决于对测量结果精度的要求。
在分光计上用最小偏向角法测量棱镜的折射率可以达到较高的精度，所测折射率的大小不受限制。
同时最小偏向角法还可以用来测定光栅常数。
因此，学习和掌握三棱镜最小偏向角的测量原理和方法，有很大的实用意义。
布儒斯特角法测量三棱镜折射率原理简单，过程复杂。
一般对布儒斯特角的测量，利用高校物理实验室都有的测量液体折射率实验装置,可以既简单又较精确地测量布儒斯特角,并验证布儒斯特定律。
但是一般实验中常利用目测消光的方法来测量，由于目测的不精确性就给结果造成了较大的误差。
所以在实验中我们利用功率功率激光探头来测量光强，减小实验误差。
临界法（全反射法）属于比较测量，利用光学中的全发射，光从三棱镜射入空气中，入射角为某一数值时，会发生全反射，而且这种方法的实验步骤与最小偏向角法相似，操作过程简单。
一、实验原理1.1 分光计简介分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪。
在几何光学实验中，主要用来测定棱镜角，光束偏向角等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观察光谱，测量光谱线的波长等。
分光计的测量原理：光源发出的光经过准直管后变成平行光,平行光经载物台上的光学元件折射、反射或衍射后改变了传播方向,绕中心转轴转动的望远镜先后接收到方向没有改变和改变后的平行光，然后由读数圆盘读出望远镜前后两个位置所处的角度，即可由相关公式计算出望远镜的转动角度。
图1.1.1为学生分光计[1]的读数与角度计算原理图。
分光计的主刻度盘与望远镜锁定在一起，而游标盘与主轴锁定在一起；望远镜绕主轴转动时，游标尺不动而主刻度盘随望远镜转动，这样就可以由起止角度的差值计算出望远镜的转动角度。
分光计上圆弧形游标的读数原理类似于游标卡尺读数，主刻度盘上每一小格为03'，游标尺上最小分度值为1'。
读数时，先读出游标尺零刻度线左边所在主刻度盘刻度线所代表的角度值，不足03'的部分由游标尺上与主刻度盘刻度线对齐的那一条刻度线读出，两者之和即为总读数。
计算角度时要注意转动过程中游标尺是否经过零刻度线。
当望远镜转动后，某游标尺相对于主刻度盘的位置由1变为2时，相对应的角度读数分别为1α和2α。
望远镜在转动过程中游标尺如果没经过零刻度线，这时望远镜转动的角度为12ααα-=，若转动过程中游标尺经过零刻度线，则望远镜的转动角度为12360ααα--︒=[2]。
图1.1.1 分光计的读数与角度计算图1.2 最小偏向角法测量三棱镜折射率原理参见图1.2.1，一束平行的单色光射向一棱镜，先后经棱镜表面两次折射，使得出射光线与入射光线之间有了一个夹角δ，称其为偏向角。
偏向角δ随入射角i 而变，δ是i 的函数。
在入射光和出射光处于光路对称的情况下，即i =i '，偏向角为最小，360o －|α1－α2||α1－α2| 1 180Ar ’ i ' G F δ r ' i记为min δ由图1.2.1可知δ=(i －r )＋(i '－r ')，其中r 和r '的意义见图，当i =i '时，由折射定律有r = r '，得min δ=2（i －r ) (1.2.1) 又因r +r ' =2r =π－G =π－（π－A ）=A (1.2.2)所以r =2A (1.2.3)由式（1.2.1）和 (1.2.3) 得 min ()2i A δ=+ (1.2.4)由折射定律min sin sin 2sin sin 2A i n A r δ+== 只要测量出三棱镜顶角A 和最小偏向角min δ，就能够求得三棱镜的折射率。
1.3 布儒斯特角法测量三棱镜的折射率1.3.1 光的偏振光波是一种特定频率范围内的电磁波,在这种电磁波中起光作用的主要是电场矢量,因此,电场矢量又称为光矢量。
光的偏振证实光是横波[5]，所以光波中光的振动方向和光的传播方向垂直。
如果振动方向均匀,而且各个方向光振动的振幅也相同,这种光做自然光。
如果在垂直于其传播向的平面内,光波只沿一个固定的方向振动,这种光叫做完全偏振光,又称线偏振光。
介于完全偏振光和自然光之间的情形,叫做部分偏振光[6]。
在垂直于波传播的一固定方向内，随着时间的延续，光矢量只改变方向不改变大小，也就是光矢量端点的运动轨迹为一个圆，这种光叫做圆偏振光。
在光学实验中,常用某些装置完全或者部分移去自然光中两相互垂直的分振动之一,就可获得完全或着部分偏振光。
从自然光获得偏振光的过程叫做起偏;获得偏振光的器件或装置叫做起偏器。
起偏器有很多种，例如利用光的反射和折射起偏的玻璃片[7]。
用来检验偏振光的偏振器称为检偏器。
实际上，能产生偏振光的器件，同样可用作检偏器。
1.3.2 圆偏振光和椭圆偏振光的产生现在假设一束线偏振光以偏振方向同波片光轴成θ角的状态垂直入射于波片。
这时会发生一种比较特殊的双折射现象，即o 光和e 光传播方向相同，但传播速度不同，设入射光的振幅为A ，用垂直合成的方法，将进入波片的光按光轴平行和垂直的两个方向分解成X E 和Y E ，则：cos cos X E A t θω= （1.3.1）)cos(sin δωθ+=t A E Y （1.3.2）其中δ为由于光速不同而产生的相位差。
当光经过波片，出射后，两束光合成在一起，速度相同。
根据上面的分析，我们将得到一束椭圆偏振光，cos X A A θ= sin Y A A θ= （1.3.3）而此时的相位差δ是由于o 光、e 光在双折射材料中的速度（或波长）不同造成的。
如果使波片的厚度正好产生 90相位差（相当于1/4个波长），并使 45=θ则有 2222A E E Y X =+ （1.3.4） 这是一个圆的方程。
可产生 90相位差的波片，我们称之为四分之一波片。
由以上分析可见，当使一束线偏振光经过波片时，可以得到一束椭圆偏振光。
而经过一个1/4波片，且光轴方向与偏振方向只好成 45角时，可以得到一个圆偏振光。
1.3.3 利用布儒斯特角测量折射率当一束自然光在两种不同性介质的分界面上反射和折射时,不但光的传播方向要改变,而且其偏振状态也要发生变化。
一般情况下,反射光和折射光不再是自然光,而是部分偏振光。
在反射光中垂直于入射面的光振动多于平行振动,而在折射光中平行于入射面的光振动多于垂直振动,如图 1.3.1所示,而且反射光的偏振化程度与入射角有关。
如图1.3.2所示，当入射角等于某一特定值0i 时,反射光将变为光矢量垂直于入射面的完全偏振光即线偏振光,此时021tgi n n =且090i r +=,0i 叫做布儒斯特角,该式称为布儒斯特定律。
i T i1.3.1 自然光反射和折射后产生部分偏振光 1.3.2 起振偏角三棱镜中的光线图如图1.3.3，在三棱镜中，反射角与入射角延长线的夹角为T 那么入射角()2180T i -= 三棱镜的折射率=n tgi ,空气中的折射率为1。
图 1.3.31.4 临界法测量三棱镜的折射率如图1.4.1，根据折射定律i n r n sin sin 21=，因此几乎所有的测量折射率的方法都是运用各方法尽可能精确的，直接或间接的测量出入射角与折射角，进而计算出相对折射率。
所谓临界角即当光线由光密媒质向光疏媒质(例如从玻璃向空气)传播，当入射角满足12sin n r n =，（即时1sin =i ，折射角 90=i ）,此时折射光线沿界面掠射，如再增大入射角，折射定律就不再适用，此时光线按反射定律全部反射回原媒质，此现象称为全反射。
正好使折射角为 90时的入射角称为临界角[9]。
临界法实验原理如图1.4.2，在三棱镜的AB 边上入射角为r ，折射角为i ，由三棱镜顶角为 60，可推出BC 边上出射光线的入射角为i - 60,折射角为 90。
根据折射定律，AB 边与BC 边 分别有折射和临界状态方程：i n r n sin sin 21=()90sin 60sin 12n i n =- 求解此方程：（空气的折射率1n 取1.0000代入）得 2sin sin i r n = (1.4.1)22sin 60cos cos 60sin 1n i n i -= (1.4.2)将(1.4.1)代入(1.4.2)整理得：4sin 4sin 43222++=r r n (1.4.3) 从推导公式知道，只要测出AB 边的入射角就能算出三棱镜的折射率。
图 1.4.2二、实验内容2.1 实验步骤2.1.1 分光计的调节 粗调：目测并调整望远镜和准直管的光轴，尽量使它们与度盘平行。
调节平台下的螺钉，使得平台也与度盘平行。
不断的进行调节，直到目测它们都与度盘平行为止。
因为度盘与分光计的主轴垂直，所以它们也都与主轴垂直。
借助三棱镜检测粗调的情况。
开钠灯，将三棱镜放在载台上，确保三棱镜的一个平面与三个调平螺钉中的两个的连线平行。
这样，只要调整剩下的一颗螺钉就能使三棱镜垂直与主光轴。
转动平台使三棱镜的一个面大致垂直于望远镜。
用眼睛从望远镜外延光轴的方向观察三棱镜，转动载物平台利用该面找到一个十字像，然后在转动平台，利用三棱镜的另一个面再找到一个十字像，若两个十字像距光轴不太远，则进行细调。
细调：①调节望远镜光轴垂直于主轴：调节望远镜的目镜看清十字叉丝。
转动三棱镜，在望远镜中看到十字像。
若调整叉丝与十字像不重合，调整望远镜仰角和平台螺钉，使十字像与调整叉丝中心重合。
用同样的方法，使得三棱镜的另一个面的十字像与叉丝重合。
②调节准直管发平行光：拿去三棱镜，调节准直管的套筒，使在望远镜中看到清晰的、与竖直叉丝平行的像，拧紧螺钉。
③调节准直管垂直于主轴：稍稍移动望远镜，使从望远镜中观察到狭缝的像，调整准直管的仰角螺钉，使狭缝中点与叉丝交点在同一条水平面上。
2.1.2 最小偏向角法测量三棱镜折射率1.棱镜角的测量将待测棱镜放置于载物台上，固定望远镜，点亮小灯照亮目镜中叉丝，旋转棱镜台，使棱镜的一个折射面对准望远镜，用自准直法调节望远镜的光轴与此折射面严格垂直，即十字叉丝的反射像和调整叉丝完全重合。