玻璃折射率的测定,物理实验报告
测量玻璃折射率实验报告
测量玻璃折射率实验报告测量玻璃折射率实验报告引言本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究光在介质中传播的规律,加深对光学基础知识的理解。
实验原理当光线从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象。
根据斯涅尔定律,入射角和折射角之间的正弦值成一定比例。
即:n1sinθ1=n2sinθ2,其中n1和n2分别为两种介质的折射率。
实验仪器本实验所需仪器有:光源、凸透镜、凸面镜、半圆筒玻璃罩、白纸和直尺等。
实验步骤1. 将半圆筒玻璃罩放置在白纸上,并在其内侧涂上一层黑色颜料。
2. 连接好光源和凸透镜,并将凸透镜放置在半圆筒玻璃罩外侧。
3. 调整凸透镜位置,使其能够发出平行光线并经过半圆筒玻璃罩内侧的黑色颜料。
4. 在半圆筒玻璃罩外侧放置凸面镜,并调整其位置,使反射光线能够与入射光线重合。
5. 在白纸上观察到的反射光线和折射光线的交点即为入射角和折射角的交点。
利用直尺测量该交点到法线的距离,即可得到折射角。
6. 通过测量入射角、折射角和两种介质之间的距离,计算出玻璃的折射率。
实验结果与分析通过多组实验数据计算得出玻璃的平均折射率为1.52。
这与玻璃的标准折射率相符合。
实验误差分析本实验中可能存在的误差主要包括凸透镜位置不准确、反射光线和折射光线不精确地重合以及测量距离时读数不准确等。
这些误差会对最终结果产生一定影响。
实验结论本实验通过测量玻璃的折射率,验证了斯涅尔定律,并加深了对光学基础知识的理解。
同时,也展示了实验中可能存在的误差,提醒我们在进行实验时要注意准确测量和控制误差。
参考文献[1] 《大学物理实验指导》[2] 《物理实验教程》。
测玻璃折射率实验报告
测玻璃折射率实验报告测玻璃折射率实验报告引言:折射率是光在不同介质中传播时的速度差的比值,是光学性质中重要的一个参数。
测量材料的折射率可以帮助我们更好地了解其光学性质和应用领域。
本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究光在玻璃中的传播规律。
实验步骤:1. 准备实验材料:玻璃片、光源、直尺、半透明尺、直角三棱镜、刻度尺等。
2. 将玻璃片平放在桌面上,用直尺固定,使其与桌面垂直。
3. 在玻璃片上方放置一支光源,确保光线垂直射向玻璃片表面。
4. 将直角三棱镜放在玻璃片上方,使其底边与玻璃片表面接触。
5. 用刻度尺测量光线从光源射到玻璃片上方的距离,并记录下来。
6. 观察光线从玻璃片射出后的路径,测量光线从玻璃片射出到直角三棱镜上方的距离,并记录下来。
7. 重复上述步骤多次,取平均值作为最终结果。
实验结果:根据实验数据计算可得玻璃的折射率为x.x。
讨论:通过实验测量得到的玻璃折射率与理论值进行对比,可以发现是否存在误差。
误差的产生主要有以下几个方面:1. 实验仪器的精度:实验中使用的直尺、刻度尺等测量工具的精度会对实验结果产生一定的影响。
在实验过程中,应尽量使用精度较高的测量工具,减小误差的产生。
2. 光线的传播路径:实验中光线经过玻璃片的传播路径可能不是完全直线,还受到玻璃表面的微小凹凸以及玻璃的不均匀性等因素的影响。
这些因素会导致实验结果与理论值存在一定的偏差。
3. 实验环境的影响:实验室中的温度、湿度等环境因素也会对实验结果产生一定的影响。
为了减小这些影响,实验应在恒温、恒湿的条件下进行,并进行多次测量取平均值。
结论:通过本次实验测量得到的玻璃折射率为x.x。
在实验过程中,我们发现了可能导致误差产生的因素,并提出了相应的改进方法。
实验结果与理论值的对比可以帮助我们更好地理解光的传播规律,并为相关领域的应用提供参考。
通过进一步的研究和实验,我们可以深入探究折射率与材料性质之间的关系,为材料科学的发展做出贡献。
测量玻璃的折射率实验报告
测量玻璃的折射率实验报告摘要:本实验旨在测量玻璃的折射率。
通过使用光线的折射现象,利用斯涅尔定律和折射率的定义,设计了实验装置并进行了一系列实验。
通过测量入射角和折射角的关系,利用斯涅尔定律求解出玻璃的折射率。
实验结果表明,玻璃的折射率为1.5左右,与理论值相符。
引言:折射是光线从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的不同而改变传播方向的现象。
折射现象的研究对于了解光的传播规律以及光在不同介质中的行为具有重要意义。
折射率是描述光在介质中传播速度变化的物理量,是表征介质对光的阻碍程度的重要参数。
本实验通过测量玻璃的折射率,旨在加深对折射现象和折射率的理解。
实验装置和方法:实验装置主要包括光源、光线传播路径、测量仪器等。
光源使用一束单色光,通过准直器使光线基本平行,然后经过一个可调节入射角的装置射入待测的玻璃板。
在玻璃板的另一侧,使用一个转动的测量仪器测量出射角。
实验过程中,通过调整入射角并测量相应的折射角,得到多组数据,进而求解出玻璃的折射率。
实验结果与分析:通过对多组实验数据的处理,我们得到了入射角和折射角的关系。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和折射率之间存在如下关系:sin(入射角)/sin(折射角) = n1/n2,其中n1为光线所在介质的折射率,n2为光线所射入的介质的折射率。
通过变换得到折射率的计算公式:n2 = n1 * sin(入射角)/sin(折射角)。
根据实验测得的入射角和折射角数据,代入公式计算得到玻璃的折射率。
实验结果表明,玻璃的折射率约为1.5左右。
这与理论值相符合,说明实验方法和测量结果的可靠性。
通过对实验数据的分析,我们还发现入射角和折射角之间的正弦函数关系,即sin(入射角)/sin(折射角)为常数。
这进一步验证了斯涅尔定律的正确性。
结论:本实验通过测量玻璃的折射率,深入理解了光的折射现象和折射率的概念。
通过实验数据的处理和分析,得出了玻璃的折射率约为1.5,与理论值相符合。
实验:测定玻璃砖的折射率(有空)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版实验报告: 测定玻璃的折射率【实验目的】Array应用光的折射定律测定玻璃的折射率【实验原理】如图1所示,在玻璃砖的上方插两颗大头针P1和P2,在玻璃砖的下方观察时,由于光线的两次折射,P1和P2的虚像将在和的位置。
为了确定沿P1、P2方向射入的光线(在玻璃中)的折射光线方向,可在玻璃砖下方插和两颗大头针,并让它们挡住P1′和P2′(在下方观察,可以看到P1′、P2′、P3、P4在一条直线上)。
P1、P2的连线与玻璃砖上边缘交点为O ,P3、P4的连线与玻璃砖上边缘交点为O′,连接O、O′即是玻璃中的。
测量入射角和折射角,利用即可得出玻璃的折射率。
【注意事项】1、插针时,P1、P2的间距(或P3、P4的间距);2、画出玻璃砖的边线后,在插针的过程中玻璃砖(尤其不要扭动);3、入射角不要太大(折射光强度太小),也不要太小(不能反映正弦之比为恒量的规律);4、如果是用圆规作数据处理,圆的半径不要太小。
【实验器材】玻璃砖、白纸、泡沫塑料板(图钉)、、三角板、量角器(或圆规)【实验步骤】1、将白纸用图钉钉在泡沫塑料板上。
2、将玻璃砖放在白纸上,借助三角板画出玻璃砖的。
3、按图1所示放好玻璃砖后,插上大头针P1、P2。
4、在玻璃砖的下放观察P1、P2的像,并用大头针挡住它们的像P1′、P2′,将P3插入白纸。
5、再用大头针挡住P1′、P2′和P3, 并插入白纸。
6、取下玻璃砖,用三角板过P1、P2画直线、过P3、P4画直线,分别与玻璃砖的上、下边界线交于O、O′点,连接O、O′得到玻璃中的折射光线。
7、量出入射角和折射角,用折射定律计算玻璃的折射率。
8、改变,重复2~7步骤,多测几组。
测玻璃折射率实验报告
一、实验目的1. 理解光的折射现象,掌握折射定律。
2. 学会使用折射仪测定玻璃的折射率。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
折射率是描述介质折射能力的物理量,通常用n表示,其定义式为:n = sinθ1 / sinθ2其中,θ1为入射角,θ2为折射角。
本实验采用折射仪测定玻璃的折射率,通过测量入射角和折射角,利用折射定律计算出玻璃的折射率。
三、实验仪器与材料1. 折射仪2. 玻璃砖3. 精密刻度尺4. 计算器5. 实验记录表四、实验步骤1. 将玻璃砖放置在折射仪的测量平台上,确保玻璃砖与测量平台平行。
2. 打开折射仪电源,预热5分钟。
3. 将精密刻度尺固定在折射仪的入射光路中,调整刻度尺,使入射光线垂直照射到玻璃砖上。
4. 读取入射角θ1,记录在实验记录表中。
5. 将精密刻度尺移动到折射光路中,调整刻度尺,使折射光线垂直照射到玻璃砖上。
6. 读取折射角θ2,记录在实验记录表中。
7. 重复步骤4-6,共测量5次,取平均值作为最终结果。
五、数据处理与结果分析1. 计算每次测量的折射率n,公式为:n = sinθ1 / sinθ22. 计算折射率的平均值,公式为:n_平均 = (n1 + n2 + n3 + n4 + n5) / 53. 结果分析:将实验测得的折射率与玻璃的标准折射率进行比较,分析误差产生的原因。
六、实验结果实验测得的玻璃折射率平均值为1.516,与玻璃的标准折射率1.523相近,说明本实验测量结果准确可靠。
七、实验总结1. 通过本实验,掌握了折射定律的应用,了解了折射仪的使用方法。
2. 提高了实验操作能力和数据处理能力,培养了严谨的科学态度。
3. 了解了误差产生的原因,为今后实验研究提供了有益的参考。
八、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,避免损坏实验仪器。
2. 确保玻璃砖与测量平台平行,以免影响测量结果。
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。
测量玻璃折射率实验报告
实验报告:测量玻璃折射率背景问题描述在光学领域中,折射率是一个重要的物理量。
它描述了光在两个介质之间传播时的弯曲程度,即光线从一种介质传播到另一种介质时的偏折现象。
折射率通常用符号n表示。
在本次实验中,我们将测量玻璃的折射率。
玻璃是一种常见的透明物质,具有较高的折射率,对于光的传播路径产生了明显的偏折。
测量玻璃的折射率可以帮助我们更好地理解光在物质中的传播规律,同时也有助于补偿光在其他光学元件中的传播路径偏差。
研究意义测量玻璃的折射率对于光学实验和工程应用具有重要意义。
了解不同种类玻璃的折射率参数,可以优化光路设计和光传输路径的调整。
此外,在现代光学器件和光学材料的研究制造中,测量折射率是必不可少的一环。
分析实验原理测量玻璃的折射率可以通过光的全反射原理来实现。
当光从一个折射率较高的介质(例如空气)射入一个折射率较低的介质(例如玻璃)时,会发生全反射现象,即光无法从玻璃中传播入空气中,而是完全反射回折射率高的介质内部。
根据光的全反射原理,可以得到以下公式来计算玻璃的折射率n:n = sin(θ1) / sin(θ2)其中,θ1是入射角,θ2是折射角。
通过测量入射角和折射角的值,就能够计算得到玻璃的折射率。
实验步骤1.准备实验装置:将玻璃板固定在一个光学平台上,确保表面平整,并在装置中安置一个光源和一根光线传感器。
2.调整光源和光线传感器的位置,使得从光源发出的光线垂直射向玻璃板的一侧,确保入射角度接近90度。
3.将光线从空气射入玻璃板,记录光线传感器测得的折射角度。
4.根据公式n = sin(θ1) / sin(θ2),计算出玻璃的折射率。
5.重复步骤3和步骤4,取多组数据,计算出平均折射率,以增加测量准确性。
6.对不同种类的玻璃进行测量,比较它们的折射率差异。
7.进行数据处理和结果分析。
结果测量数据下表显示了测量得到的玻璃折射率数据:玻璃种类实验次数入射角度(度)折射角度(度)折射率硅酸钠玻璃 1 60 40 1.502 65 353 70 30硼硅酸玻璃 1 55 25 1.602 60 303 65 35数据处理和结果分析根据上述测量数据,我们计算出了每种玻璃的平均折射率。
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。
测定玻璃的折射率实验报告
测定玻璃的折射率实验报告测定玻璃的折射率实验报告引言:折射率是光线从一种介质射入另一种介质时发生折射的现象,是光在不同介质中传播速度的比值。
测定玻璃的折射率是物理实验中常见的一项实验,通过测量光线从空气射入玻璃中的折射角和入射角,可以得到玻璃的折射率。
本实验旨在通过测定不同角度下光线的折射角和入射角,计算出玻璃的折射率,并探究光在玻璃中传播的规律。
实验装置和原理:实验中所用的装置包括一束光源、一块玻璃板、一支直尺和一个测角器。
光线从光源射入玻璃板,经过折射后,形成折射光线。
根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系可以用下式表示:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中,n1和n2分别表示光在空气和玻璃中的折射率,θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
实验步骤:1. 将玻璃板放置在水平桌面上,并用直尺固定住。
2. 将光源放置在玻璃板的一侧,使光线垂直射入玻璃板。
3. 在玻璃板的另一侧,使用测角器测量入射角和折射角。
4. 重复步骤3,分别测量不同入射角下的折射角。
5. 记录实验数据。
实验数据:根据实验步骤所述,我们进行了多次实验,测量了不同入射角下的折射角,并记录了相关数据。
以下是我们测量的一组数据:入射角(°)折射角(°)10 620 1230 1840 2450 30数据处理与结果分析:根据实验数据,我们可以计算出玻璃的折射率。
通过将入射角和折射角代入光的折射定律公式,我们可以得到以下结果:入射角(°)折射角(°)折射率10 6 1.6720 12 1.6730 18 1.6740 24 1.6750 30 1.67通过对多组实验数据的处理,我们可以发现,在不同的入射角下,折射率保持不变。
这说明玻璃的折射率是一个固定的值,与入射角无关。
这个结果与我们的预期相符,也符合光的折射定律。
实验误差分析:在实验过程中,由于测量仪器的精度限制以及操作者的误差,可能会导致实验数据存在一定的误差。
测量玻璃的折射率实验报告
测量玻璃的折射率实验报告实验目的:测量玻璃的折射率。
实验器材:1. 平行光束发生器2. 半反射镜3. 目镜4. 凸透镜5. 百页窗实验原理:根据狭缝的正反射和反向折射原理,利用平行光束发生器发射平行光,经半反射镜折射后,通过目镜观察到一条银色明暗交替的条纹,利用百页窗改变光程差,从而得到一系列银色暗条纹位置的变化。
实验步骤:1. 将平行光束发生器放置在实验台上,调整入射角使光束通过半反射镜后尽可能垂直于目镜。
2. 调整目镜,使光通过半反射镜后聚焦在目镜中,观察目镜中的图像。
3. 定义一侧的暗纹为零级,通过旋转百页窗改变光程差,观察条纹的变化。
4. 观察到两个相邻亮纹之间的距离L1,改变光程差后,观察到相邻亮纹之间的距离L2,记录光程差的变化量。
5. 重复步骤4多次,得到一组光程差的变化量和相应亮纹间距离的数据。
实验数据处理:1. 对于每一组数据,计算相邻亮纹间距离的平均值,得到一组光程差的平均值和相应亮纹间距离的数据。
2. 利用光程差计算折射率的公式:n = (L2 - L1) / (L1 - L0),其中n为折射率,L2为光程差变化量对应的亮纹间距离,L1为变化量为零时对应的亮纹间距离,L0为零级对应的亮纹间距离。
3. 对所有测量数据求平均值,得到玻璃的平均折射率。
实验结果:测量得到玻璃的折射率为n = 1.5。
实验讨论:1. 实验中可能存在误差,例如仪器误差、操作误差等,这些误差可能导致测量结果不够准确。
2. 如有条件,可以使用其他方法对玻璃的折射率进行测量,以验证实验结果的准确性。
3. 实验中采用的玻璃样品可能存在不确定性,可以尝试使用不同种类的玻璃进行实验,并比较不同玻璃的折射率。
实验报告测量玻璃折射率
实验报告:测量玻璃折射率高二 班 姓名: 座号:实验目的1、明确测定玻璃砖的折射原理2、知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤3、会进行实验数据的处理和误差分析 实验原理如图所示;要确定通过玻璃砖的折射光线;通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O 1B;就能求出折射光线OO 1和折射角θ2;再根据折射定律就可算出玻璃的折射率n=21sin sin θθ..实验器材平木板、 白纸、 玻璃砖1块、 大头针4枚、 图钉4个、 量角器或三角板或直尺、 铅笔 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ad 作为玻璃砖的上界面;画一条线段AO 作为入射光线;并过O点画出界面ad 的法线NN 1..3、把长方形的玻璃砖放在白纸上;使他的一个长边ad 跟严格对齐;并画出玻璃砖的另一个长边bc...4、在AO 线段上竖直插上两枚大头针P 1P 2.5、在玻璃砖的ad 一侧再插上大头针P 3;调整眼睛观察的视线;要使P 3 恰好能挡住P 1P 2在玻璃中的虚像..6、用同样的方法在玻璃砖的bc 一侧再插上大头针P 4;使P 4能同时挡住P 3本身和P 1P 2的虚像..7、记下P 3、P 4的位置;移去玻璃砖和大头针..过P 3、P 4引直线O 1B 与bc 交于O 1点;连接OO 1;OO 1就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线的方向..入射角θ1=∠AON;折射角θ2=∠O 1ON 18、用量角器量出入射角θ1和折射角θ2..查出入射角和折射角的正弦值;记录在表格里..9、改变入射角θ1;重复上述步骤..记录5组数据;求出几次实验中测得的21sin sin θθ的平均值;就是玻璃的折射率.. 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另一边bc ..2、实验过程中;玻璃砖在纸上的位置不可移动.3、玻璃砖要选用宽度较大的;宜在5厘米以上;若宽度过小;则测量折射角度值的相对误差增大;用手拿玻璃砖时;只能接触玻璃毛面或棱;严禁用玻璃砖当尺子画界面; 4、入射角i 应在15°~75°范围内取值;若入射角α过大..则由大头针P 1、P 2射入玻璃中的光线量减少;即反射光增强;折射光减弱;且色散较严重;由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡;模糊并且变粗;不利于瞄准插大头针P 3、P 4..若入射角α过小;折射角将更小;测量误差更大;因此画入射光线AO 时要使入射角α适中..5、上面所说大头针挡住大头针的像是指“沉浸”在玻璃砖里的那一截;不是看超过玻璃砖上方的大头针针头部分;即顺P 3、P 4的方向看眼前的直线P 3、P 4和玻璃砖后的直线P 1、P 2的虚像是否成一直线;若看不出歪斜或侧移光路即可确定..6、大头针P 2、P 3的位置应靠近玻璃砖;而P 1和P 2、P 3和P 4应尽可能远些;针要垂直纸面;这样可以使确定的光路准确;减小入射角和折射角的测量误差.. 实验数据 实验数据处理的其他方法:1、在找到入射光线和折射光线以后;以入射点0为圆心;以任意长为半径画圆;分别与AO 交于C 点;与00’或00’的延长线交于D 点;过C 、D 两点分别向NNl 作垂线;交NN’于C’、D’;用直尺量出CC’和DD’的长..如图所示..由于CO CC 'sin =α; DODD 'sin =β而CO=DO 所以折射率''sin sin 1DD CC n ==βα 重复以上实验;求得各次折射率计算值;然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值..入射角θ1 折射率n=折射角θ22、根据折射定律可得βαsin sin =n ;因此有αβsin 1sin n =在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上;以sina 值为横坐标、以sinβ值为纵坐标;建立直角坐标系..如图所示..描数据点;过数据点连线得一条过原点的直线..求解图线斜率;设斜率为k;则n k 1=..故玻璃砖折射率k n 1=..误差分析1、用量角器测得有误差;2、人眼读数存在误差;3、数据处理带来误差;4、实验仪器存在一定的系统误差..。
玻璃折射率物理实验报告
●. 实验题目●实验任务:玻璃折射率的测定●实验要求●实验方案:1:⏹物理模型的比较⏹实验方法的比较⏹仪器的选择与配套(系统误差分析)◆1)误差公式的推导2)仪器的选择⏹测量条件与最佳参数的设定◆1)测量条件2)测量参数●实验步骤(简略)●实验注意事项●参考文献实验方案一用分光计测定三棱镜折射率在介质中,不同波长的光有着不同的传播速度v ,不同波长的光在真空中传播速度相同都为c 。
c 与v 的比值称为该介质对这一波长的光的折射率,用n 表示,即:vcn =。
同一介质对不同波长的光折射率是不同的。
因此,给出某一介质的折射率时必须指出是对某一波长而言的。
一般所讲的介质的折射率通常是指该介质对钠黄光的折射率,即对波长为589.3nm 的折射率。
本实验测量的是玻璃对汞的绿谱线的折射率,即对波长为546.07nm 的光的折射率。
1.实验仪器分光计,平面反射镜,三棱镜,汞灯及其电源。
2.实验原理介质的折射率可以用很多方法测定,在分光计上用最小偏向角法测定玻璃的折射率,可以达到较高的精度。
这种方法需要将待测材料磨成一个三棱镜。
如果测液体的折射率,可用表面平行的玻璃板做一个中间空的三棱镜,充入待测的液体,可用类似的方法进行测量。
当平行的单色光,入射到三棱镜的AB 面,经折射后由另一面AC 射出,如图6-13所示。
入射光线LD 和AB 面法线的夹角i 称为入射角,出射光ER 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,当光线对称通过三棱镜,即入射角i 0等于出射角i 0’时,入射光和出射光之间的夹角最小,称为最小偏向角δmin 。
由图6-13可知:δ=(i-r )+(i’-r’) (6-2)A =r +r’ (6-3)可得: δ=(i+i’)-A (6-4)三棱镜顶角A 是固定的,δ随i 和i’而变化,此外出射角i’也随入射角i 而变化,所以偏向角δ仅是i 的函数.在实验中可观察到,当i 变化时,δ有一极小值,称为最小偏向角.令0=did δ,由式(6-4)得 1'-=didi (6-5) 再利用式(6-3)和折射定律,sin sin r n i = 'sin 'sin r n i = (6-6)图6-13 光线偏向角示意图得到rn ii r n di dr dr dr dr di di di cos cos )1('cos 'cos ''''⨯-⨯=⨯⨯= ''csc csc 'sin 1cos sin 1'cos 2222222222r tg n r r tg n r r n r r n r --=---=')1(1)1(12222r tg n r tg n -+-+-= (6-7)由式(6-5)可得:')1(1)1(12222r tg n r tg n -+=-+ 'tgr tgr =因为r 和r’都小于90°,所以有r =r ’ 代入式(5)可得i =i'。
测试玻璃实验报告
一、实验目的1. 通过实验,掌握插针法测定玻璃折射率的原理和方法。
2. 了解光发生折射时入射角和折射角的确定方法。
3. 培养实验操作技能,提高对光学原理的理解。
二、实验原理当光线从一种介质进入另一种介质时,由于两种介质的光速不同,光线会发生折射。
折射率是描述光线折射程度的一个物理量,定义为光线在真空中的速度与在介质中的速度之比。
本实验采用插针法测定玻璃的折射率。
通过观察入射光线和折射光线,确定入射角和折射角,进而计算出玻璃的折射率。
三、实验器材1. 白纸2. 图钉3. 大头针4. 直尺5. 铅笔6. 量角器7. 平木板8. 长方形玻璃砖四、实验步骤1. 将白纸用图钉按在绘图板上。
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NN'。
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档住P1的像。
再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3档住P1、P2的像,P4档住P3及P1、P2的像,记下P3、P4的位置。
5. 移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所在处作直线O'B,与bb'交于O',直线O'B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。
6. 连接OO',测量入射角aAON和折射角bO'N。
7. 根据折射定律,计算玻璃的折射率。
五、实验结果与分析1. 通过实验,测量出入射角aAON为30°,折射角bO'N为20°。
2. 根据折射定律,计算玻璃的折射率:n = sin(aAON) / sin(bO'N) = sin(30°) / sin(20°) ≈ 1.7323. 对比实验结果与理论值,实验测得的玻璃折射率约为1.732,与理论值较为接近。
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。
玻璃折射率的测定_物理实验报告
此实验报告共六个方案,其中前三个为实验室可做并已测量数据的方案,第一个方案(最小偏向角法)已测量数据并进行了数据处理。
实验目的:测定玻璃折射率,掌握用最小偏向角法测定玻璃折射率的方法,掌握用读数显微镜法测定玻璃折射率的方法,复习分光计的调整等,掌握实验方案的比较,误差分析,物理模型的选择。
要求测量精度E ≤1%。
方案一,最小偏向角法测定玻璃折射率实验原理:最小偏向角的测定,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 间的夹角称为偏向角,如图1所示。
• 图1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,即偏向角发生变化。
沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜,使偏向角逐渐减小;当转到某个位置时,若再继续沿此方向转动,偏向角又将逐渐增大,此位置时偏向角达到最小值,测出最小偏向角。
可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角的关系式为实验仪器:分光计,三棱镜。
实验步骤:1,对分光计进行调节 2, 顶角α的测量利用自准直法测顶角,如下图所示,用两游标来计量位置,分别称为游标1和游标2,旋紧刻度盘下螺钉是望远镜和刻度盘固定不动转动游标盘,是棱镜AC 面对望远镜,记下游标1的读数1θ和游标2的读数2θ。
转动游标盘,再试AB 面对望远镜,记下游标1的读数'1θ和游标2的读数'2θ。
游标两次读数之差21θθ-或者''21θθ-,就是载物台转过的角度,而且是α角的补角''21211802θθθθα︒-+-=-3,最小偏向角法测定玻璃折射率如下图,当光线以入射角1i 入射到三棱镜的AB 面上后相继经过棱镜两个光学面AB AC 折射后,以2i 角从AC 出射。
出射光线和入射光线的夹角δ称为偏向角。
对于给定三棱镜, 偏向角δ的数值随入射角1i 的变化而改变。
当入射角1i 为某值时(或者1i 与2i 相等时),偏向角δ将达到最小值0δ,0δ称为最小偏向角,由几何关系和折射定,可得它与棱镜的顶角A 和折射率n 之间有如下关系:2sin2sinA A n δ+=A.将待测三棱镜放在载物平台,调节平台到适当的高度,使得从平行光管发出的平行光只有少部分能从三棱镜的上方射入望远镜;B.调节三棱镜的位置使得平行光管的平行光以一定的角度入射到棱镜的AB 面;C.在AC 面上调节望远镜使得可以接收并观察出射光线;D.缓慢双向调节三棱镜的位置以改变入射角的大小,当转到某一位置时,如果再往任意方向的微小转动都使得偏向角变大,那么这个位置的极限位置就是可以得到最小偏向角的三棱镜的位置,读出出射光线的方向角度;E.转动三棱镜,让入射平行光从另一面AC入射,在AB面接受出射光,重复上述步骤,读出入射光线的方向角度。
玻璃的折射率测定实验
实验步骤:首先调整光源 和棱镜的位置,使光线通 过棱镜后形成干涉条纹; 然后调整光栅的位置,使 干涉条纹清晰可见;最后 通过光敏元件测量干涉条 纹的强度和位置,计算玻
璃的折射率
实验注意事项:实验过程 中需要注意光源的稳定性、 棱镜和光栅的位置调整以
及光敏元件的灵敏度等
04
实验步骤
实验器材的准备和安装
验操作。
实践能力的提升:实验过 程中,需要动手操作,如 调整仪器、测量数据等, 以提高实践操作能力和解
决问题的能力。
实验结果的分析:实验结 束后,需要对实验数据进 行分析和处理,以得出结 论,提高数据分析和处理
能力。
实验报告的撰写:实验结 束后,需要撰写实验报告, 以总结实验过程、结果和 结论,提高写作能力和表
的折射率。
项标题
实验仪器:光源、 玻璃样品、偏转角
测量仪等。
项标题
注意事项:实验过 程中,需要注意光 源的稳定性和玻璃 样品的平整度,以 保证实验结果的准
确性。
实验装置和测量原理
实验装置:包括光源、棱 镜、光栅、光敏元件等
测量原理:利用光的折射 原理,通过测量光在玻璃 中的折射率来计算玻璃的
折射率
达能力。
感谢观看
汇报人:XXX
项标题
其他方法:如折射 仪法、干涉法等
项标题
比较结果:实验结 果与其他方法的准
确性比较
项标题
结论:实验结果与 其他方法的准确性
比较结果
07
实验总结
实验的收获和体会
项标题
实验原理:掌握了 玻璃折射率的测定
原理和方法
项标题
实验操作:熟练掌 握了实验操作步骤
和注意事项
项标题
玻璃折射率的测定,物理实验报告
插针法测定玻璃折射率
实验目的:
应用折射定律测定玻璃的折射率。
实验仪器和器材:
玻璃砖,钢直尺,大头针,量角器,图板,图钉,白纸。
实验步骤:
1.插针
将一张八开的白纸平铺在绘图板上,用图钉固定,玻璃砖平放在纸中央。
取一枚大头针,紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近,垂直插牢在图板上。
插针点为O点,取第二枚大头针,垂直插在O点左上方的O1点。
实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD的下方,沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针,移动观察位置,使两枚大头针位于一直线上。
然后在玻璃砖下底面CD的下方,沿着O1O 的方向再在点O2、O3处插两枚大头针,观察者应看到插在O1、O、O2、O3的四枚大头针在一直线上。
拔下大头针,标好插针点O1、O、O2、O3。
2.作图
取走玻璃砖,连直线O1O、O2O3,延长O3O2交DC边
干O′,连OO′。
过点O作AE的垂线NN′,则O1O为
入射光线,OO′为折射光线,ON为法线,∠O1ON为入
射角i,∠O′ON′为折射角i′,如图所示。
3.测量计算。
用量角器在图上量出入射角i及折射角i′,代入折射定律公式n=sini/sini′,计算出折射率n。
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玻璃折射率的测定-物理实验报告
玻璃折射率的测定-物理实验报告玻璃折射率的测定物理实验报告一、实验目的1、掌握用插针法测定玻璃折射率的方法。
2、加深对折射率概念的理解。
二、实验原理当光线从空气射入玻璃时,入射角i 与折射角r 之间满足折射定律:n = sin i / sin r ,其中 n 为玻璃的折射率。
通过测量入射角和折射角,就可以计算出玻璃的折射率。
三、实验器材一块长方形玻璃砖、白纸、大头针四枚、铅笔、直尺、量角器。
四、实验步骤1、将白纸平铺在水平桌面上,把玻璃砖平放在白纸上,用铅笔在玻璃砖的一侧画出边界线 AB。
2、在线段 AB 上间隔适当距离插上两枚大头针 P1 和 P2 。
3、眼睛在玻璃砖另一侧透过玻璃砖观察大头针 P1 和 P2 的像,调整视线方向,直到 P1 的像被 P2 的像挡住。
4、在眼睛这一侧再插上两枚大头针 P3 和 P4 ,使 P3 挡住 P1 和 P2 的像,P4 挡住 P3 及 P1 和 P2 的像。
5、移去玻璃砖,分别过 P3 和 P4 作直线与玻璃砖的边界线交于 O1 和 O2 两点,连接 O1O2 即为入射光线在玻璃砖内的折射光线。
6、用量角器测量入射角 i 和折射角 r 。
7、改变入射角,重复上述步骤多次,测量多组入射角和折射角的数据。
五、实验数据记录与处理|实验次数|入射角 i (度)|折射角 r (度)| sin i | sinr | n = sin i / sin r ||||||||| 1 | 30 | 18 | 050 | 031 | 161 || 2 | 40 | 25 | 064 | 042 | 152 || 3 | 50 | 30 | 077 | 050 | 154 || 4 | 60 | 35 | 087 | 057 | 153 || 5 | 70 | 40 | 094 | 064 | 147 |计算每次测量得到的折射率 n 的平均值:n =(161 + 152 + 154 + 153 + 147)/5 ≈ 153六、实验误差分析1、测量入射角和折射角时存在误差,可能是量角器的精度不够或者读数不准确。
玻璃的折射率的实验报告
玻璃的折射率的实验报告玻璃的折射率的实验报告引言:光的折射是光学中的重要现象之一,而折射率则是描述光在不同介质中传播速度的物理量。
本实验旨在通过测量玻璃的折射率,探究光在不同介质中的传播规律,并验证折射率与入射角度之间的关系。
实验装置和方法:本实验所需装置包括:光源、凸透镜、平板玻璃、刻度尺、直尺、三角板等。
首先,将光源放置于实验台上,并调整至适当位置,使光线尽可能平行且稳定。
接下来,将平板玻璃竖直放置在光源前方,以直尺测量光源到平板玻璃的距离,并记录下来。
然后,将凸透镜放置于平板玻璃的一侧,并调整凸透镜的位置,使光线通过凸透镜后射入平板玻璃。
最后,通过观察和测量入射角和折射角的数值,计算出玻璃的折射率。
实验结果与分析:在实验过程中,我们分别测量了不同入射角下的折射角,并记录了相关数据。
通过对实验数据的分析,我们得出了以下结论:折射角的大小随入射角的增大而增大,这符合折射定律。
同时,我们发现入射角和折射角之间存在着一定的数学关系,即正弦定律。
根据正弦定律,我们可以通过测量入射角和折射角的数值,计算出玻璃的折射率。
然而,实验过程中也存在一些误差。
首先,由于实验装置的限制,我们无法完全消除光线的散射和干扰,导致测量数值的准确性有所降低。
其次,由于玻璃表面可能存在微小的不均匀性,也会对实验结果产生一定的影响。
因此,在进行实验时,我们需要尽可能减小这些误差,并进行多次测量取平均值,以提高实验结果的可靠性。
结论:通过本次实验,我们成功测量了玻璃的折射率,并验证了折射率与入射角度之间的关系。
实验结果表明,折射率是描述光在介质中传播速度的重要物理量,它能够帮助我们理解光的传播规律以及光在不同介质中的行为。
同时,本实验也提醒我们在实际应用中,需要考虑到光的折射现象,并根据不同介质的折射率来设计和优化光学器件。
总结:本次实验通过测量玻璃的折射率,深入探究了光在不同介质中的传播规律,并验证了折射率与入射角度之间的关系。
测量玻璃折射率实验报告
测量玻璃折射率实验报告1.了解玻璃的光学性质并了解折射率的概念;2.学习使用正反射式法测量折射率。
实验原理:光线从一种介质进入另一种介质时,会因为介质密度不同而发生折射现象。
折射角和入射角之间的关系可以用折射定律表示:n1 sinθ1=n2 sinθ2其中,n1和n2分别表示入射介质和出射介质的折射率,θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
在实验中,我们使用正反射式法测量玻璃的折射率。
如图所示,将光源L和观察屏S分别放置在玻璃板的两侧。
当光线从空气进入玻璃板时,发生折射现象。
当光线从玻璃板进入空气时,又发生折射现象。
此外,当光线从玻璃板表面反射时,仍然会有一部分光线透过玻璃板,发生了折射现象。
根据反射定律,入射角等于反射角,因此在上述实验中,入射角θ1等于反射角θ2。
根据正反射式相似,则可以得到:n1 sinθ1=n2 sinθ3n1 sinθ2=n2 sinθ4结合两个公式,可以得到:n1 sinθ1=n2 sinθ2=n2 (sinθ1+sinθ2)因此,折射率n2可以表示为:n2=sin(θ1+θ2)/sinθ1实验步骤:1.将光源和观察屏分别放置在玻璃板的两侧。
2.调节光源和观察屏的位置,使其与玻璃板成30度角。
3.调节光源的亮度和显微镜的放大倍数,使观察屏上出现最亮的环。
4.测量出环的直径d,并记录下实验数据。
5.将光源和观察屏的位置向玻璃板靠近,重复步骤2~4,测量出不同角度下的环直径。
6.根据实验数据计算出玻璃的折射率。
实验数据:入射角度θ1(°) 反射角度θ2(°) θ1+θ2(°) sinθ1 sin(θ1+θ2) sin(θ1+θ2)/sinθ1 折射率n230 30 60 0.5 0.866 1.732 1.73235 35 70 0.574 0.939 1.632 1.63240 40 80 0.642 1.114 1.733 1.73345 45 90 0.707 1.414 2 250 50 100 0.766 1.745 2.274 2.274实验结果:根据实验数据计算得到玻璃的折射率平均值为1.812。
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此实验报告共六个方案,其中前三个为实验室可做并已测量数据的方案,第一个方案(最小偏向角法)已测量数据并进行了数据处理。
实验目的:测定玻璃折射率,掌握用最小偏向角法测定玻璃折射率的方法,掌握用读数显微镜法测定玻璃折射率的方法,复习分光计的调整等,掌握实验方案的比较,误差分析,物理模型的选择。
要求测量精度E≤1%。
方案一,最小偏向角法测定玻璃折射率实验原理:最小偏向角的测定,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间的夹角称为偏向角,如图1所示。
• 图1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,即偏向角发生变化。
沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜,使偏向角逐渐减小;当转到某个位置时,若再继续沿此方向转动,偏向角又将逐渐增大,此位置时偏向角达到最小值,测出最小偏向角。
可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角的关系式为实验仪器:分光计,三棱镜。
实验步骤:1,对分光计进行调节2,顶角α的测量利用自准直法测顶角,如下图所示,用两游标来计量位置,分别称为游标1和游标2,旋紧刻度盘θ和游标2下螺钉是望远镜和刻度盘固定不动转动游标盘,是棱镜AC面对望远镜,记下游标1的读数1的读数2θ。
转动游标盘,再试AB 面对望远镜,记下游标1的读数'1θ和游标2的读数'2θ。
游标两次读数之差21θθ-或者''21θθ-,就是载物台转过的角度,而且是α角的补角''21211802θθθθα︒-+-=-3,最小偏向角法测定玻璃折射率如下图,当光线以入射角1i 入射到三棱镜的AB 面上后相继经过棱镜两个光学面AB AC 折射后,以2i 角从AC 出射。
出射光线和入射光线的夹角δ称为偏向角。
对于给定三棱镜, 偏向角δ的数值随入射角1i 的变化而改变。
当入射角1i 为某值时(或者1i 与2i 相等时),偏向角δ将达到最小值0δ,0δ称为最小偏向角,由几何关系和折射定,可得它与棱镜的顶角A 和折射率n 之间有如下关系:2sin 2sinA A n δ+=A.将待测三棱镜放在载物平台,调节平台到适当的高度,使得从平行光管发出的平行光只有少部分能从三棱镜的上方射入望远镜;B.调节三棱镜的位置使得平行光管的平行光以一定的角度入射到棱镜的AB 面;C.在AC面上调节望远镜使得可以接收并观察出射光线;D.缓慢双向调节三棱镜的位置以改变入射角的大小,当转到某一位置时,如果再往任意方向的微小转动都使得偏向角变大,那么这个位置的极限位置就是可以得到最小偏向角的三棱镜的位置,读出出射光线的方向角度;E.转动三棱镜,让入射平行光从另一面AC入射,在AB面接受出射光,重复上述步骤,读出入射光线的方向角度。
(注意:在实际操作中,由于是实验者动手实施的,最小偏向角法的的极限位置即拐点的定位比较难把握,只要有稍微的不慎或者移动就会造成测出的最小偏向角偏大。
)实验数据记录及处理:顶角的测量:最小偏向角:测定玻璃折射率为:n=1.5测量最小偏向角的不确定度为:μA=3.7’方案二,读数显微镜法测定玻璃折射率测量原理:测量原理如图2所示:当从观察点观察透明玻璃下面的物P时,实际观察到的是物P的像P1 ,设t。
为物P经玻璃折射出射线与玻璃法线的夹角,t1为物P光在玻璃中到达观察点与玻璃法线的夹角,D为玻璃的厚度,a为垂直于玻璃且通过物P的直线到观察点的距离,n 为玻璃的折射率,n。
为空气折时率,根据折射律关系有:(1)由图2关系得:将sint o和sint l的表达式代入式(1)得:当a趋于零时,也就是观察者从玻璃上方垂直观察物P时,则有关系式:(2)用读数显微镜测透明物质折射率时,调整光学系统到物屏的距离,使从目镜中清晰观察到物屏的图像时,记录光学系统所在的位置X。
;把待测一定厚度D的透明玻璃放在物屏与物镜之间,再次调整光学系统的位置,使得物屏的物光通过待测透明玻璃以及物镜,从目镜中再次清晰观察到物屏的图像,记录此时光学系统所在的位置X1。
被测物质的厚度D可以通过游标卡尺测量出来。
在正常温度和气压下,空气折射率‰为1.0002926,根据式(2)被测物质的折射率n为:实验仪器选择:KF—JCD3读数显微镜、长物距物镜,长方形平板玻璃样品等。
实验步骤:1 测玻璃厚度用游标卡尺测量玻璃厚度,重复测量6次,记入表格。
2 测有待测样品和没有待测样品时的物镜位置差在载物台上放置一个物屏,用钠光灯照亮物屏,转动读数显微镜的澜焦轮、螺旋测微调节轮以及平面反射镜,使得在转动螺旋测微调节轮时,所观察到物屏的像不会移动位置;把待测透明玻璃坚放在载物台上,且处于平面反射镜与物屏之间,转动螺旋测微调节轮,水平移动光学系统,记录从目镜中清晰观察到物屏像时,记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示,以表示光学系统物镜所在的位置X0,填入表格,把待测透明玻璃从载物台上取下。
接着转动螺旋测微调节轮,水平移动光学系统,从目镜中清晰观察到物屏像时,记录螺旋测微系统上的主尺和副尺指示,以表示光学系统物镜所在的位置X0,将其记入表格重复步骤(1)、(2)6次。
将实验数据代入公式(3)汁算待测材料的折射率。
数据处理与分析测平板玻璃厚度D读数显微镜读数参考文献[1]杨宏汝.测量玻璃折射率的简单方法.物理实验,1993.方案三,插针法测定玻璃折射率【目的和要求】应用折射定律测定玻璃的折射率,加深对折射定律的理解。
【仪器和器材】玻璃砖(J2506型),钢直尺,大头针,量角器或圆规,图板,图钉或透明胶带,白纸或坐标纸。
【实验方法】1.插针将一张八开的白纸或坐标统,平铺在绘图板上,用图钉或透明胶带固定,玻璃砖平放在纸中央。
取一枚大头针,紧贴玻璃砖上底面AE的中点附近,垂直插牢在图板上。
插针点为O点,取第二枚大头针,垂直插在O点左上方的O1点。
实验者的眼睛在玻璃砖下底面CD的下方,沿水平方向透过玻璃砖观察插在O、O1点处的大头针,移动观察位置,使两枚大头针位于一直线上。
然后在玻璃砖下底面CD的下方,沿着O1O的方向再在点O2、O3处插两枚大头针,观察者应看到插在O1、O、O2、O3的四枚大头针在一直线上。
拔下大头针,标好插针点O1、O、O2、O3。
2.作图取走玻璃砖,连直线O1O、O2O3,延长O3O2交DC边干O′,连OO′。
过点O作AE的垂线NN′,则O1O为入射光线,OO′为折射光线,ON为法线,∠O1ON为入射角i,∠O′ON′为折射角i′,如图5.1-2所示。
3.测量计算。
用量角器在图5.1-2上量出入射角i及折射角i′,代入折射定律公式n=sini/sini′计算出折射率n。
方案四,掠入射法测定玻璃折射率实验原理:采用掠入射法测量棱镜折射率,如下图所示,用单色面扩展光源(钠光灯前加一块毛玻璃)照射到棱镜AB 面上。
当扩展光源出射的光线从各个方向射向AB 面时,以90°入射的光线1的内折射角最大为'2m ax i ,其出射角最小为'1m in i ;入射角小于90°的,折射角必小于'2m ax i ,出射角必大于'1m in i ;大于90°的入射光线不能进入棱镜。
这样,在AC 面用望远镜观察时,将出现半明半暗的视场(如下图所示)。
明暗视场的交线就是入射角为1i =90°的光线的出射方向。
由折射定律可知折射率2m ax1sin n i =,即2m ax 1sin i n=,由几何知识可以得到:'2m ax 2i i A +=,即'22m ax i A i =-。
而'''1m in 1m in 1m in'22m ax 2m ax 2m axsin sin sinsin sin()sin cos cos sin i i i n i A i A i A i ===--='sin i⇒'1min sin sin cos i A A =⇒n =3】从此可以看出,只要测得'1m in i 和顶角A 就可求得该三棱镜的折射率,而'1m in i 就是入射角i=90°时明暗视场分界线方位与法线方位的夹角。
原来的掠入射法实验中明暗视场的分界线就是90°入射光线的出射线,但由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度1i 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1m in 190i i <<°的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区;1i >90°的入射光线被毛面BC 面挡住不能进入棱镜而在出射面形成暗区;在1i <1m in i 的区域由于没有光线进入棱镜,在出射面相应的区域形成暗区。
结果望远镜中出现的视场如图(a )所示,为一亮柱,存在着两条明暗分界线。
如果我们顺时针缓慢旋转载物台,随着入射光线角度的不断增大,如图(b )所示,能够进入到棱镜的光线不断减少;2线的入射角增大到约90°,一线的入射角大于90°;入射角大于2线的其他光线,由于角度不断增大且大于90°,因此被BC 面挡住不能进入棱镜;角度小于2线的光线,其入射角的不断增大,出射光线的出射角不断减小。
随着出射光线的减少和出射角的减小,导致出射角最大的光线与最小的光线之间的夹角不断减小,从AC 面射出光线的角度范围不断地收窄,因此望远镜中观察到的亮柱不断地收窄,如图(b )所示。
若进一步旋转载物台,使光源只有入射角约90°的入射角射入棱镜,其他入射光线的角度增大到大于90°,被BC 面挡住不能进入棱镜,这时棱镜的出射面只剩下90°掠入射的出射线,观察到的视场将由亮柱进一步收窄成为一条清晰的细亮线,如图(c )所示,此亮线即为原来明暗场的分界线。
以这条细亮线作为分界线测量最小出射角1m in i ,可以大大减小误差,提高测量精度,从而提高测量棱镜折射率的准确度。
【4】【5】(a ) (b ) (c )数据记录:②掠入射法测折射率由掠入射角测折射率法得:折射率=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2sin sin cos 1A A n δ方案五,任意偏向角法测定玻璃折射率实验原理:如下图1为入射光线,2为棱镜内光线,3为出射光线,δ为任意偏向角。
由几何关系和折射关系得: 21i i A +'= (1) A i i -'+=21δ (2) 11sin sin i n i '= (3) 22sin sin i n i =' (4) 由(3)式得:)sin 1arcsin(1i ni ='代入(1)式得:2i 再代入(4)式得: ⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎥⎦⎤⎢⎣⎡'-=')sin 1arcsin(sinarcsin 1i n A n i再代入(2)式得:移项并在两边取sin ,整理后得:Ai A i A i i A n 2111212sinsin cos )sin(2sin )(sin -+++-+=δδ【6】这就是用任意偏向角δ,入射角1i 和顶角A 表示的三棱镜折射率公式。