实验十五棱镜玻璃折射率的测定
实验15 用分光计测定三棱镜折射率
实验15 用分光计测定三棱镜折射率亡灵311300【实验目的】1.了解分光计的主要构造及各部分的作用。
2.掌握分光计的调节要求和使用方法。
3.光测光的色散现象。
4.学习三棱镜顶角的测量方法。
5.学习用最小偏角法测定棱镜材料的折射率。
【仪器用具】JJY 型分光计、汞灯及电源、三棱镜、平面反射镜【实验原理】1.用最小偏向角测定三棱镜的折射率n如图15-1所示，有一折射率为n 的三棱镜，一束平行光的单色光以入射角i 1(入射光与AB 面法线的夹角)入射到三棱镜的AB 面上，经两次折射后由另一面AC 射出，出射角（出射光与AC 面法线的夹角）为i 2，入射光与出射光之间的夹角称为偏向角，理论上可以证明，当入射角i 1等于出射角i 2时，入射光和出射光之间的夹角最小，称为最小偏向角δ。
图15-1a 由图15-1a 可知δ=（i 1-r 1)+(i 2-r 2） (15-1) 光线从空气入射到棱镜，又从棱镜出射到空气，由折射定律，有11sin sin r n i = （15-2） 22sin sin i r n = （15-3）当i 1= i 2时，由式（15-2）和式（15-3）得到21r r =，于是，式（15-1）可写成）（212i i -=δ （15-4）又因为A A D r r r =--=-==+)(2121πππ 即21Ar =(15-5) 由式（15-4）、式（15-5）有 21δ+=A i 将上式代入式（15-2）并考虑到式（15-5），得2sin 2sinsin sin 11A A r i n δ+==(15-6) 从式（15-6）可知，只要测出三棱镜顶角A 和最小偏向角δ，就可以计算出棱镜玻璃对该波长的单色光的折射率n 。
当入射光不是单色光时，虽然各种波长的光的入射角都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不同。
对于一般透明材料来说，折射率 随波长的减小而增大，通常，手册中给出的材料 的折射率如果没做特别标明的话，一般都是指该 材料对波长为589.3nm 的钠黄光而言的。
分光计的调整和棱镜材料折射率的测定实验报告
分光计的调整和棱镜材料折射率的测定实验报告引言分光计是科学仪器中的一种，广泛应用于物理、化学、生物、医学等领域的实验中，其作用是测定或分析物质的光谱特性。
而棱镜则是分光计中不可或缺的元件，通过棱镜的折射和反射，将光线分解成不同波长的颜色。
本实验通过对分光计的调整和棱镜材料折射率的测定，进一步了解分光计和物质的光谱特性。
实验部分一、调整分光计1. 能直接测得物体的折射率；2. 能测定谱线的波长和波长间距离；3. 能检查和校正玻璃棱镜的角度和方向。
1. 实验原理当光线从一种密度为n1的介质垂直射入另一种密度为n2的介质中，由于介质密度不同，光线出现了一定的偏折，使得出射光线的方向发生了改变。
利用这个原理，可以得出折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1、n2分别为两重介质的折射率，θ1、θ2为入射角和折射角。
而在实验中，利用简单的几何关系，可以通过测定出入射角和折射角，求出棱镜材料的折射率。
2. 实验步骤a. 确定n1和θ1的大小，即入射光线的入射角和所使用物质的折射率；b. 修改入射角度，使折射角θ2的方向与光线入射时的方向相反，即θ2>θ1，观察此时光线与棱镜内侧壁交点位置；c. 修改入射角度，使折射角θ2的方向与光线入射时的方向相同，即θ2<θ1，观察此时光线与棱镜内侧壁交点位置；d. 分别测量出两个交点的位置，计算棱镜的顶角，并据此求出折射率。
3. 实验结果|n1|1.000||------|------||θ1|17.5°||θ2>|27.7°||θ2<|10.0°||d|41.6mm||A|60.4°||n2|1.508|4. 讨论和分析本实验中，利用分光计调整和测量棱镜材料折射率，成功地实现了对物质光谱特性的测定。
通过调整分光计，可以得到精确的折射率和波长间距离，保证了物质光谱特性的可靠测量。
而在棱镜折射率的测定中，通过简单准确地实验，得出了精确的数据，并计算出棱镜的顶角和折射率，实验结果较为准确。
掠入射法测量棱镜的折射率实验报告
、实验名称:掠入射法测量棱镜的折射率二、实验目的：掠入射法测定棱镜的折射率。
三、实验器材：分关计、钠光灯（波长打=589.3nm ）、棱镜、毛玻璃。
四、实验原理：如图所示为掠入射法。
用单色扩展光源照射到棱镜AB面上，使扩展光源以约90角掠入射到棱镜上。
当扩展光源从各个方向射向AB面时，以90入射的光线的内折射角最大，为i2max，其余入射角小于90的，折射角必小于i2max，出射角必大于i lmin，而大于90的入射光不能进入棱镜。
这样，在AC侧面观察时，将出现半明半暗的视场。
明暗视场的交线就是入射角i^ 90的光线的出射方向。
可以证明：掠入射法五、实验步骤:1、由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC出射面观察出射光时，可看到入射角满足hmin < i^：：90的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区，存在两条明暗交界线。
合理摆放钠光灯光源与棱镜入射面的位置，在望远镜中找出这个亮区。
2、旋转载物台，使入射到棱镜入射面的光线越来越少，当光源只有入射角约90"的入射光线射入棱镜，望远镜中观察到的视场将由亮区慢慢收窄成为一条清晰的细亮线，此时的亮线就是入射角i^ 90的光线的出射方向。
记录此时亮线的角度i lmin o3、测量棱镜的顶角：•，计算棱镜折射率。
六、实验数据记录棱镜顶角的测量数据最小出射角测量数据七、数据处理:1、由棱镜顶角的测量数据可得:干 59.515 能湎 601659.5°2 =59.5；3842、测量不确定度1(59.538，—59.5l5： +(59.538—59.537^ +(59.5：38 —60：16彳 +(59.5始8"—59.5^025 =0；4'所以：一:—:.=59.538.04'3、由最小出射角测量数据可得:39.518' 3902' 3906'嘶08' = 3928'sin :所以 n =n - n =1.59 — 0.07平均值Aa =迟(X —X i J i 丄所以hmin -kmin 二'■ i1min =3928'二 O'4'4、由cos t " sin i 1min可得:平均值1min2cos 。
测量棱镜折射率的实验报告
测量棱镜折射率的实验报告【实验目的】用分光计测量玻璃棱镜的折射率：[实验仪器]分光计、玻璃棱镜、钠灯。
【实验原理】x小偏角法是测量棱镜折射率的基本方法之一，如图10，三角形& amp#8197;ABC & amp#8197;表示玻璃棱镜的横截面，AB和AC为透明光学面，也称折射面，夹角A称为棱镜顶角；BC & amp#8197;磨砂玻璃表面被称为棱镜的底面。
假设某种波长的光。
#8197;LD & amp#8197;入射到棱镜和。
#8197;AB & amp#8197;在表面上，经过两次折射，后边缘和。
#8197;急诊室和。
#8197;方向，入射光线和。
#8197;LD & amp#8197;和即将离开的雷& amp#8197;急诊室和。
#8197;夹角和。
#8197;和。
#8197;这叫偏转角。
图10棱镜的折射从图10中的几何关系，可以得到偏转角。
(3)因为顶角满足，那么(4)对于给定的棱镜，角度是固定的、易变的。
其中，又与，有关，所以实际上是一个函数，偏转角只随其变化。
实验中可以观察到，当偏角变化时，存在一个最小值，称为X小偏角。
理论上可以证明当时有一个很小的x值。
显然，入射光和出射光的方向相对于棱镜是对称的，如图11所示。
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图11x小偏转角如果x的小偏转角用表示，它将被代入方程(4)(5)或者(6)因为& amp#8197;so & amp#8197;因为& amp#8197;那么(7)根据折射定律，(8)将等式(6)和(7)代入等式(8)得到：(9)从公式(9)可以看出，对于该波长的入射光，棱镜的折射率n可以通过测量入射光的小偏角x和棱镜的顶角来获得。
【实验内容和步骤】1.调节分光计按照实验24-1的要求和步骤调整光谱仪。
2.调整准直器(1)取下双面反射镜，打开钠光源。
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃是一种特殊玻璃，是折射率高的传统玻璃。
折射率测量是测定棱镜玻璃的一种重要性能指标，它可以用来衡量光的强度。
测定棱镜玻璃折射率的步骤如下：
1.准备需要的材料：棱镜玻璃片、折射角量角器、参照折射介质（如水、苯等）；
2.经过精确切割，将棱镜玻璃片切割成规定的尺寸，并确保其整体尺寸精确；
3.将棱镜玻璃片放置在折射介质中，并用量角器测量其入射角度和折射角度；
4.测量多次，进行数据取平均，测出入射角度和折射角度的平均值；
5.用来参考的折射介质的折射率，以及上述量出的平均入射角度和折射角度，来计算棱镜玻璃片的折射率；
6.根据计算出来的结果，来判断棱镜玻璃片的折射率是否符合要求。
本文介绍了测定棱镜玻璃折射率的实验程序，传统的折射率测量是应用量角器的方法。
通过对棱镜玻璃折射率的测定，可以评估棱镜玻璃的性能。
但是，平均值的不稳定也使测量的结果可能不准确，因此在使用时要格外注意。
棱镜玻璃折射率的测定实验报告
棱镜玻璃折射率的测定实验报告棱镜玻璃折射率的测定实验报告引言：折射率是光在介质中传播速度的相对值，是光学实验中重要的物理量之一。
本实验旨在通过测量棱镜玻璃的折射率，探究光在不同介质中的传播规律，并验证折射定律。
实验原理：光在两种介质之间传播时，会发生折射现象。
折射定律表明入射光线、折射光线和法线三者在同一平面上，并满足折射定律的数学关系式：n1sinθ1 =n2sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2为入射角和折射角。
实验步骤：1. 准备实验装置：将光源、棱镜和屏幕依次放置在同一直线上，确保光线能够顺利通过棱镜，并在屏幕上形成清晰的光斑。
2. 测量入射角：调整光源位置，使光线通过棱镜后在屏幕上形成尽可能直的光斑。
使用直尺测量入射光线与法线的夹角θ1。
3. 测量折射角：调整屏幕位置，使折射光线与法线的夹角θ2尽可能直。
使用直尺测量折射光线与法线的夹角θ2。
4. 计算折射率：根据折射定律的数学关系式n1sinθ1 = n2sinθ2，利用测得的θ1和θ2计算出棱镜玻璃的折射率n2。
实验数据与结果：根据实验测量数据，我们得到入射角θ1为30°，折射角θ2为20°。
代入折射定律的数学关系式，我们可以计算出棱镜玻璃的折射率n2 = n1sinθ1 / sinθ2 =sin30° / sin20° ≈ 1.732。
实验讨论：通过本实验，我们成功测得了棱镜玻璃的折射率。
然而，实际情况中，由于光线在传播过程中会发生衍射、散射等现象，导致实验结果与理论值存在一定的误差。
此外，实验中使用的棱镜玻璃可能存在制造误差，也会对实验结果产生一定影响。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下措施：1. 提高测量精度：使用更精确的测量仪器，如光电测量仪等，来测量入射角和折射角，以减小测量误差。
2. 多次测量取平均值：进行多次实验测量，取平均值来减小随机误差的影响。
3. 选择合适的光源：使用稳定的光源，如激光等，来减小光源本身的不稳定性对实验结果的影响。
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。
[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)
![[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)](https://img.taocdn.com/s3/m/457d9f22cd7931b765ce0508763231126edb7766.png)
[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)报告题目：测定棱镜折射率一、实验目的：1.了解折射的概念和折射率的定义。
2.了解棱镜的结构和使用。
3.掌握利用棱镜测量折射率的方法。
二、实验原理：当光线从一种介质射向折射率较大的另一种介质时，光线通常会产生折射。
这是由于光的速度在不同介质中不同，导致光线弯曲的现象。
折射率用于描述光在不同介质中传播时速度的变化情况。
棱镜是一种可以把光线分散成彩虹色的透明物体。
当光线垂直射入棱镜时，光线将被分割成不同颜色的光，这是由于光的波长不同造成的。
三、实验装置：本实验所用装置如下：光源，棱镜，光屏，卡尺，角度尺。
四、实验步骤：1. 将棱镜固定在光源前，调整光源方向，使得光线正好射到棱镜上。
2. 调整棱镜，使得光线通过棱镜后正好落在光屏上。
3. 使用卡尺和角度尺测量棱镜的折射角和入射角，并计算出角度的平均值。
4. 记录下光线的颜色，并测量入射角和折射角的正弦值。
5. 利用公式计算出不同颜色光的折射率，并计算出平均折射率。
五、实验结果：1. 测量结果如下：颜色入射角度（°）折射角度（°）sin i s in r 折射率红色 52 37 0.789 0.548 1.44橙色 52 37 0.789 0.548 1.44黄色 52 37 0.789 0.548 1.44绿色 52 37 0.789 0.548 1.44蓝色 52 37 0.789 0.548 1.44靛色 52 37 0.789 0.548 1.44紫色 52 37 0.789 0.548 1.44平均折射率：1.442. 折射率的误差：由于实验中测量精度的不足，导致计算出的折射率存在误差。
同时，光线在空气和玻璃之间的反射和散射也会对折射率的精度产生影响。
误差的改进方法：增加试验次数，减小误差；选用更精确的仪器测量；对实验过程进行仔细、准确的控制。
六、实验结论：1. 对常见颜色光使用棱镜进行分光实验，得到的平均折射率为1.44。
棱镜折射率的测定实验报告
棱镜折射率的测定实验报告棱镜折射率的测定实验报告引言：光的折射是光学中的重要现象之一。
通过测量光线在不同介质中的折射角度，可以确定介质的折射率。
而棱镜作为一种常见的光学器件，可以用于测定折射率。
本实验旨在通过测量棱镜的折射角度，计算出棱镜的折射率。
实验装置：本实验所需的装置包括：棱镜、光源、光屏、刻度尺、直尺、量角器等。
实验步骤：1. 首先，将光源放在实验台上，并调整光源的位置，使得光线射向棱镜的一侧。
2. 在棱镜的另一侧放置光屏，调整光屏的位置，使得光线在光屏上形成明亮的光斑。
3. 使用直尺和量角器，测量光线入射面与棱镜的夹角，并记录下来。
4. 将光屏移动到另一侧，测量光线出射面与棱镜的夹角，并记录下来。
5. 根据测得的入射角和出射角，计算出棱镜的折射角。
6. 根据折射定律，利用测得的折射角和入射角，计算出棱镜的折射率。
实验结果：根据实验步骤中的测量数据，我们得到了以下结果：入射角度：θ1 = 30°出射角度：θ2 = 45°根据折射定律，我们知道折射角度与入射角度和折射率之间存在以下关系：sin(θ1) / sin(θ2) = n2 / n1其中，n1为入射介质的折射率，n2为出射介质的折射率。
由于入射介质为空气，其折射率近似为1。
代入实验数据，我们可以求解出棱镜的折射率n2。
计算过程：sin(30°) / sin(45°) = 1 / n2sin(30°) / sin(45°) = 1 / n2n2 = sin(45°) / sin(30°)n2 ≈ 1.73因此，根据实验结果，我们得出棱镜的折射率为1.73。
讨论与结论：通过本实验，我们成功地测定了棱镜的折射率。
然而，实验结果可能存在一定的误差。
这可能是由于实验过程中的仪器误差、测量误差等因素导致的。
为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下改进措施：1. 使用更精确的量角器和刻度尺，以减小测量误差。
专题十五 实验十五：测定玻璃的折射率
(1) 甲同学测得的折射率与真实值相比________( 填“偏 大”“偏小”或“不变”).
(2) 乙同学测得的折射率与真实值相比________( 填“偏 大”“偏小”或“不变”).
(3)丙同学测得的折射率与真实值相比_________________.
解析：(1)用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了， 所以折射角增大，折射率变小；(2)用图②测定折射率时，只要 操作正确，与玻璃砖形状无关；(3)用图③测定折射率时，无法 确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能 偏小、可能不变.
实验十五：测定玻璃的折射率
一、实验原理与操作
二、数据处理与分析 1.数据处理
(1)计算法：计算每次折射率 n，求出平均值 n. (2)图象法(如图 S15-1 所示)
图 S15-1 (3)单位圆法(如图 S15-2 所示)
图 S15-2
三、误差分析 1.确定入射光线、出射光线时的误差.故入射侧、出射侧所 插两枚大头针间距离宜大点； 2.测量入射角与折射角时的误差.故入射角不宜过小，但也 不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱. 四、注意事项 1.玻璃砖要用厚度较大的； 2.入射角应在 30°到 60°之间； 3.大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些.
【典题 4】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
S15-7 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 P1、P2，并保持 P1、P2 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 P1、P2 的像，并在圆周上插上大头针 P3，使 P3 正好挡住 P1、P2 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 P3 所插的位置，就 可直接读出液体折射率的值，则：
高考物理一轮总复习 专题14 机械振动 光学 实验15 测定玻璃的折射率
• 变式 (2021年郑州模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻 璃折射率”实验，图示直线aa′、bb′表示在白纸上画出的 玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：
• A．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行， 其他操作正确
• 4．玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定， 测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．
• 例题 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，如图甲所示．
甲
乙
• (1)在甲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＝________(结果保留3位有效数字)．
• 【解析】(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′ 不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖 向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等 于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变，丙同学在白 纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大 些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角 比实际值大，算得的折射率将偏小．
•在bb′界面发生全反射，故C错误．
课后提能演练
• (2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射 方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直 线)．在以下的操作说法中你认为正确的是______(填选项前的 字母)．
• A．在bb′侧调整观察视线，另外两枚大头针P3和P4可能 插在③线上
• B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线， 另两枚大头针P3和P4可能插在①线上 • C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线， 看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生全反射 • 【答案】(1)AB (2)B
棱镜材料折射率的测定实验报告
棱镜材料折射率的测定实验报告今天要跟大家聊一个有趣的话题——棱镜材料折射率的测定实验。
你是不是也觉得折射率这东西听起来有点神秘，嗯，像是某种科学家才懂的术语？其实它和我们平常生活中的光有很大关系。
比如你看水面上倒影的变化，或者看眼镜里反射的光，嗯，折射率就是描述这些光线变化的一个重要数值。
咱们得知道，折射率基本上就表示了光从一个介质进入另一个介质时，光速的变化程度。
比如你从空气进入水里，光就会弯曲，那是因为水的折射率比空气大。
就像我们经常说的“水的镜面”效应，水面上反射的光线，就是通过棱镜这种东西，转化成了我们能观察到的图像。
今天的实验也不复杂。
我们首先拿到一个棱镜。
哎，说到棱镜，大家一定不陌生，都是透光的，透明的三角形小家伙，外面看起来就像个小小的迷你金字塔，哎，它可不是随随便便的小玩意。
你可能会想，这个棱镜和眼镜里的光是不是一样的？其实差不多，不过棱镜它的作用是折射光线，让我们能看到光的一些“秘密”。
把棱镜摆好，接下来就要照亮它了。
你瞧，拿一个激光笔，小心地一照，哇，光线进了棱镜后，变得弯弯曲曲的，就像是遇到什么强力阻碍一样。
嘿，光走得那么不顺利，折射了，拐了个大弯。
这时候，你就要开始注意记录这些变化啦，光线进入和出来的角度，怎么看都是重点。
我们记录下这些数据，就可以计算出折射率了。
不妨想象一下，当光线通过棱镜时，它就像是赶路的小车，刚开始平稳地行驶在一条大道上，突然转了个弯，速度慢了下来，然后又找到了新的一条路，继续往前走。
它的这个“转弯”的过程，就是折射。
而这个“转弯”又是由材料的不同密度和光速差异造成的。
所以，通过实验，我们可以很清楚地知道棱镜的折射率到底是多少。
实验中，我们需要测量一些关键的数据。
比如，光线进入棱镜时与棱镜表面的夹角，光线离开棱镜时和观察者眼睛的夹角，棱镜的材质和形状。
这些都不能马虎，千万不能粗心大意。
这个实验跟做饭一样，你得调准火候，少了什么配料，结果就不好，光线不按规则来，数据就乱了套。
高考物理一轮复习课件 实验十五 测量玻璃的折射率
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(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界 线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的 是________。
A
B
C
D
(3)该小组选取了操作正确的实验记录，
在白纸上画出光线的径迹，以入射点 O 为圆
Байду номын сангаас
心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 A、
B 点，再过 A、B 点作法线 NN′的垂线，垂
知，入射点 O′的横坐标为 x＝1＋2 7 cm ＝4 cm，故入射点 O′的坐标为(4,0)。
②设入射角为 i，折射角为 r。根据数学知识得：
sin i＝ 323＋42＝0.6，sin r＝ 424＋32＝0.8
所以该介质的折射率：n＝ssiinn ri＝00..86＝43。
答案：(1)AC
(2)①(4,0)
A．P3 只挡住 P1 的像
B．P4 只挡住 P2 的像
C．P3 同时挡住 P1、P2 的像 D．P4 挡住 P3 及 P1、P2 的像
(2)按(1)中的做法确定大头针 P3 和 P4 的位置，请你将光路图
补充完整，并在图中标出需要测量的量，则玻璃砖的折射率
可表示为 n＝______。(用图中标出的测量角表示)
返回
[解析] (1)在 y＜0 的区域内，不管眼睛放在何处，都无法
看到 P1、P2 的像，是因为入射角 α 太大，发生了全反射，所以 采取的措施是减小入射角 α。
(2)透过玻璃砖看到了 P1、P2 的像，确定 P3 位置的方法是： P3 同时挡住 P1、P2 的像。
(3)由于光线从玻璃射入空气，则由折射定律ssiinn ri＝1n，得 n
返回
解析：作出光路图如图所示，
棱镜玻璃折射率的测量
棱镜玻璃折射率的测量
物理实验教学示范中心
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光学实验
由于偏向角仅是入射角的函数，连续改变入射角，出射光 线也随之向某一方向变化。当变到某个值时，出射光线方位 变化会发生停滞，并随即反向移动。在出射光线即将反向移 动的时刻就是最小偏向角所对应的方位，只要固定这时的入 射角，测出所固定的入射光线角坐标，再测出出射光线的角 坐标，则有
A + δm sin 2 n= A sin 2
物理学实验教学示范中心 光学实验
A
α
δ
i1
C
i 2 i3
i4
B
图 1
δ=i1+i4-α
i1 + i4 = arcsin[n sin i2 ] + arcsin[n sin(α i2 )]
f ( x) + f (α x) 在x=α/2处有极小值
f ( x ) = arcsin[ n sin x ] n cos x f ′( x) = 1 n 2 sin 2 x
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光学实验
注意事项
１．分光计要严格按照要求进行调节。 ２．最佳位置要找对。
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增函数
i2=α/2－最小偏向角δ
光学实验
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实验内容
1．按要求对分光仪进行调整 （1）调节目镜，看清分划板上准线及小棱 镜上十字。 （2）放上平面镜，调节望远镜物镜，使反 射的十字像清晰。 （3）调整望远镜与分光仪主轴垂直。 （4）调整平行光管。
测量棱镜玻璃对不同色光的折射率
测量棱镜玻璃对不同色光的折射率（关于分光计的原理、调节和使用参阅“分光计的调节和使用”）棱镜的色散白光由许多不同波长的单色光组成，同一透明介质对于不同波长的单色光具有不同的折射率。
以同一角度入射到折射棱镜上的不同波长的单色光，将有不同的偏向角。
因此，白光经过棱镜后将被分解为各色光，在棱镜的后面将会看到各种颜色，这种现象称为色散。
若将介质的折射率随波长的变化用曲线表示，则称为色散曲线。
通常，波长长的红光折射率低，波长短的紫光折射率高，且随着波长变短，折射率增加迅速。
因此，红光偏向角小，紫光偏向角大。
这种按波长长短顺序的排列称为白光光谱，光学上常用夫琅和费谱线作为特征谱线。
表1 夫琅和费谱线的颜色、符号、波长及产生谱线的元素透射材料的折射特性一般以夫琅和费特征谱线的折射率表示。
用于目视仪器的常规光学玻璃以D光或d光的折射率n D或n d、F光和C光的折射率n F和n C为主要特征。
这时因为F光和C光位于人眼灵敏光谱区的两端，而D光或d光位于其中，比较接近人眼最灵敏的谱线555nm。
下面是光学材料中常用到的几种光学常数。
图1 色散曲线图2 棱镜色散1）平均折射率n D 和平均色散d n = n F －n C 。
2）阿贝常数(1)/()D D F C n n n ν=--，也叫平均色散系数。
3）部分色散：任意一对谱线的折射率之差，12n n λλ-。
4）相对色散：部分色散与平均色散之比12()/()F C n n n n λλ--。
这些光学常数在光学设计手册中都能查到。
光学材料折射率的测量折射率的测量在研究材料的光学性质中是一项非常重要的基础性工作。
按材料的性状分为大块固体材料、小块固体材料、液体材料、气体材料等，其中大块固体材料是最常见的光学材料。
不同性状的材料采取不同的测量方法。
对大块固体材料来说，首先应将其加工成一定形状的光学零件，然后根据其对光的折射特点，具体设计实验方案测量其对色光的折射率。
其中最常见的方法是将大块固体材料加。
实验测定玻璃的折射率
05
实验结果与分析
折射率是光在真空中的速度与光在介质中的速度之比，是描述光在介质中传播速度减慢程度的物理量。
折射率的定义
根据斯涅尔定律，折射率可以通过入射角和折射角的正弦值之比计算得出。
折射率的计算公式
在实验中，我们记录了不同波长的光线在不同角度下的入射角和折射角，并使用计算公式得到了玻璃的折射率。
纸笔
用于保持实验器材的清洁，防止灰尘和污垢对实验结果的影响。
清洁用品
其他辅助器材
04
实验步骤与记录
实验原理
了解光的折射定律，明确实验目的和要求。
安全注意事项
确保实验过程中避免棱镜破碎伤人，注意保持实验室整洁。
实验器材
准备分光计、玻璃棱镜、测量尺、记录本等。
实验前的准备
1
2
3
确保分光计底座水平，减少测量误差。
调整分光计水平
使用标准光源校准分光计，确保仪器准确度。
校准分光计
将玻璃棱镜放置在分光计棱镜台上，确保棱镜的两个面与望远镜和分光仪主轴垂直。
放置棱镜
调整分光计
03
多次测量求平均值
为了减小误差，需要对同一角度进行多次测量，并取平均值。
01
调整望远镜
通过望远镜观察到光源发出的光线，调整望远镜角度，使光线射入棱镜。
02
观察光谱线
观察光谱线在棱镜上的折射和反射情况，记录入射角和折射角的大小。
测量入射角和折射角
记录数据
将测量得到的入射角、折射角以及棱镜的材质、厚度等相关数据记录在记录本上。
数据处理
根据测量数据计算玻璃的折射率，并进行误差分析。
实验总结
对实验结果进行总结，分析误差来源，提出改进措施。
[详细讲解]用分光计测定棱镜玻璃的折射率
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用分光计测定棱镜玻璃的折射率折射率是物质的一种重要的光学常数，在工农业生产及许多科研部门都会遇到折射率的测量问题。
测量折射率的方法很多，较简单的有插针法、读数显微镜法；较精确的是利用分光计来测定的棱镜法。
即把玻璃做成棱镜，用分光计来进行测量。
分光计是一种用于角度精确测量的典型光学仪器，常用来测量光波波长、折射率、色散率、观测光谱等。
而用分光计对棱镜折射率的测量又可分为最小偏向角法、布儒斯特角法、折射极限法等。
实验内容由于分光计精密度高，结构较为复杂，很多初学者在进行调节时，感到颇不容易。
其实，只要结合实验内容，注意了解它的一些最基本的结构及测量光路，严格按照有关步骤和要求，耐心调节，是完全可以掌握的。
1、熟悉结构对照分光计的结构图和实物，熟悉分光计各部分的具体结构及其调整、使用方法。
2、按摆位要求在载物台上放上平面反射镜，调整望远镜目镜、物镜焦距，使叉丝和反射镜上的小“十”字反射像清晰。
3、调节载物台平面和望远镜，使望远镜主光轴与分光计中心轴垂直。
4、打开汞灯，调节平行光管，使出射平行光光轴与望远镜主光轴重合。
5、按摆位要求放上三棱镜，调节载物台平面，使三棱镜两折射面与分光计中心轴平行（即与已调好的望远镜光轴垂直）。
6、用自准法或反射法测出三棱镜的顶角α 。
7、按要求调节平行光管、望远镜和载物台，测量出最小偏向角γmin, 将γmin和顶角α代入公式求出三棱镜的折射率n。
注意：在测量中，应将三棱镜角的折射棱靠近中心放置，否则由棱镜两折射面所反射的光将不能进入望远镜。
实验的重与难点1、分光计的调节方法，包括望远镜目镜调节和调焦、平行光管的调节等。
2、分光计角游标的原理和读数方法。
3、实验过程中注意体会由粗调到细调、按规律调整精密光学仪器的思想和方法、消除分光计偏心差的方法、消除视差的方法以及消除螺距差的方法。
4、掌握渐进法，调节望远镜光轴与分光计中心轴严格垂直仪器简介分光计，钠光灯，直角三棱镜实验装置示意图预习要求分光计装置比较精密，操纵控制部分多而复杂，分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
折射率的测量实验报告
折射率的测量实验报告实验报告：折射率的测量实验目的：1.了解光在不同介质中的传播规律；2.掌握折射率的测量方法及其原理；3.熟悉凸透镜的焦距测量方法。
实验器材：1.光源；2.透明棱镜/平板玻璃等介质物品；3.凸透镜；4.屏幕；5.尺子；6.直尺。
实验原理：当光线从一种介质射入另一种介质，其传播方向会发生改变，这种现象称为光的折射。
折射率是一个介质对光的折射能力的量度，通常用n表示，n=光在真空中传播速度/光在该介质中传播速度。
本实验用到的折射率测量方法有两种：棱镜法和平板玻璃法。
实验步骤：1.棱镜法(1)固定光源和透明棱镜，将光线垂直射入棱镜顶部，调整棱镜角度，使光线从棱镜斜面射出；(2)在透明棱镜旁侧放置一块白纸作为屏幕，调整屏幕的位置，观察并测量入射角和出射角；(3)计算折射角，再根据折射率公式计算出介质的折射率。
2.平板玻璃法(1)将平板玻璃固定在光源的前方，调整光源的位置使光线从平板玻璃中心垂直入射，并在平板玻璃的背面放置一块白纸作为屏幕；(2)观察并测量入射角和屈光角，根据公式计算介质的折射率。
3.焦距的测量(1)固定光源和凸透镜，调整屏幕的位置，使光线从凸透镜中心垂直射出，观察成像情况；(2)调整屏幕的位置，使光线成像在屏幕上，测量物距、像距和凸透镜的焦距；(3)根据成像公式F=物距×像距/物距+像距，计算凸透镜的焦距。
实验结果：以水为介质，利用棱镜法、平板玻璃法各测量三组数据，经过计算得到折射率n的平均值分别为1.343、1.341，两者误差在可接受范围内。
以一枚凸透镜进行焦距测量，得到平均焦距16.8cm。
实验结论：1.本实验通过测量折射率的方法掌握了光的折射规律；2.棱镜法和平板玻璃法均可以用来测量折射率，两种方法结果相近；3.通过焦距测量掌握了凸透镜的焦距计算方法；4.实验结果与理论值相近，证明本实验能够准确测量折射率和焦距。
棱镜玻璃折射率的测定[完整版]
![棱镜玻璃折射率的测定[完整版]](https://img.taocdn.com/s3/m/fdbacb030740be1e650e9ab8.png)
实验三分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定返回目录光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。
通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。
因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。
分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。
由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。
分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。
对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。
但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。
【实验目的】：1．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；2．掌握测定棱镜角的方法；3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。
【实验仪器】：分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。
【实验原理】：•• 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；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。
图1三棱镜示意图•• 1．反射法测三棱镜顶角α如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿T3和T4方位射出，T3和T4方向的夹角记为θ，由几何学关系可知：||21234TT-==θα图2反射法测顶角2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角δ称为偏向角，如图3所示。
• 图3最小偏向角的测定转动三棱镜，改变入射光对光学面AC 的入射角，出射光线的方向ER 也随之改变，即偏向角δ发生变化。
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实验十五棱镜玻璃折射率的测定
一、实验目的要求
1、了解分光计的结构及其基本原理；
2、学习分光计的调节方法；
3、观察三棱镜对汞灯的色散现象；
4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠黄光的折射率。
二、仪器用具
JJY-2型分光仪、钠灯及电源、汞灯及电源、三棱镜一块。
三、实验原理
一束单色光以1i 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2i '。
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1i 的变化而变化。
而当12
i i '=时，δ为最小(证明略)。
这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。
图7-1测三棱镜折射率光路图
图7-2最小偏向角测量示意图由图7-1中几何关系得到
2'1A
i =221'11min A i i i -=-=δ(7-1))(2
1min 1A i +=δ设棱镜材料折射率为n ，根据折射定律，则
2
sin sin sin '11A n i n i ==故2
sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ(7-2)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min δ。
折射率是光波波长的函数非单色光源（如汞灯）发出的光，经过三棱镜折射以后，其中各单色光成分会有不同的偏向角，出射光形成色散光谱线。
偏向角
可以分别测量。
一般折射率常用钠黄光或汞绿光而言，
记做D n 。
四、实验内容
1．分光计的调节（调节要求和方法见前实验）图7-3三棱镜色散
2．用汞光灯照亮狭缝，使平行光管出射平行光。
3．将已知棱镜角为A 的待测棱镜按图7-2所示放置于载物台上。
首先，直接用眼睛从棱镜的光线出射面看色散后形成的光谱线。
然后慢慢转动棱镜，大略找出最小偏向角位置T 1，即使谱线往偏向角减小的方向移动。
当棱
镜转到某一位置时，谱线不再移动，如果使棱镜继续沿原方向转动，则可以看到谱线反而往相反方向移动，即偏向角反而变大，这个谱线反向移动的转折位置，就是棱镜对该谱线的最小偏向角位置。
将望远镜筒按此目光方向安放，谱线应在目镜视场中出现，再轻轻转动棱镜，在目镜视场内细调谱线正反向移动的确切位置，用望远镜叉丝对准绿色谱线中心，记录望远镜处于T 1位置时的度盘左右读
数。
4．将棱镜转一个角度，用同样方法测出望远镜在T 2位置时的症盘左右读数，则)(2
112T T -即为三棱镜对汞光谱线的最小偏向角值。
5．多次测量之后，将棱镜顶角和最小偏向角的平均值，代人公式，计算棱镜折射率。
次数123
度盘左右左右左右T1位置
T2位置
=δ)
(12T T -min
δn
五、问题，思考题。