光学材料折射率的测定
折射率的测定实验报告
折射率的测定实验报告引言：光是一种电磁波，它在介质中传播时会发生折射现象。
通过测量折射率来研究光在不同介质中的传播行为，不仅可以为物理学的研究提供重要数据，也对工程技术和实际生活有着广泛的应用。
本实验旨在通过一种简单而有效的方法测定不同材料的折射率。
实验方法：1. 实验原理：实验采用的是反射法测量折射率。
光经射入光滑平面介质表面后，部分光发生反射，部分光进入介质中。
利用光在介质中的传播速度与介质折射率之间的关系，可以通过测量入射角和反射角的关系来计算出折射率。
2. 实验仪器：实验中需要使用的器材包括光源、平面镜、量角器、直尺、三棱尺等。
3. 实施步骤：a. 将光源置于实验台上固定，确保光源的稳定。
b. 将平面镜放置于光源下方，与光源成45度角，确保镜面光洁无划痕。
c. 将待测介质（如玻璃板）放置于镜面上方，与镜面成一定角度。
d. 测量入射角和反射角。
使用量角器测量入射光线和法线之间的夹角，以及反射光线和法线之间的夹角。
e. 计算折射率。
利用斯涅尔定律，根据入射角、反射角和空气的折射率，可以计算出待测介质的折射率。
实验结果：在本实验中，我们测量了不同材料（如玻璃、水等）的折射率，并计算出了相应的数值。
例如，测量了以玻璃为介质的折射率，结果表明其折射率为1.52。
同样地，我们也测量了水的折射率，结果为1.33。
讨论与分析：通过本实验的测量结果，我们可以看出不同材料的折射率是有差异的。
这是由于光在不同介质中传播速度的不同所导致的。
根据光的波长和介质的性质，折射率也会有所变化。
实际应用中，通过测量不同材料的折射率，可以用于建立透镜、光纤等光学仪器。
不过需要注意的是，实验过程中应保证光源的稳定性和测量角度的准确性。
此外，选取的材料样品也应该是光洁平滑的，以减少因表面不平整而引起的误差。
结论：本实验通过反射法测量了不同材料的折射率。
实验结果表明，玻璃的折射率为1.52，水的折射率为1.33。
实验方法简单易行，且结果较为准确。
光的折射率如何测定？
光的折射率如何测定？在我们的日常生活和科学研究中，光的折射率是一个非常重要的物理量。
它描述了光在不同介质中传播时速度的变化，对于理解光学现象、设计光学器件以及进行各种光学测量都具有关键意义。
那么，光的折射率究竟是如何测定的呢？要测定光的折射率，首先我们需要了解一些基本的概念。
折射率是指光在真空中的速度与在某种介质中的速度之比。
当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，也就是光的传播方向会发生改变。
这个折射现象与两种介质的折射率有关。
一种常见的测定光折射率的方法是通过折射定律来实现的。
折射定律指出，入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
我们可以通过测量入射角和折射角，然后利用这个定律来计算折射率。
为了进行这样的测量，我们通常会使用一个叫做“折射仪”的仪器。
折射仪的基本原理就是基于折射定律。
在折射仪中，有一个已知折射率的标准块，以及一个可以调节角度的入射光和观察折射光的装置。
我们将待测介质放置在标准块上，然后让一束光以不同的角度入射，通过观察折射光的角度，就可以计算出待测介质的折射率。
另一种方法是利用全反射现象来测定折射率。
当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角增大到一定程度，就会发生全反射，即光全部被反射回光密介质中，没有折射光。
通过测量发生全反射时的临界角，我们可以利用特定的公式计算出介质的折射率。
在实际操作中，我们可以使用一个叫做“阿贝折射仪”的设备来利用全反射原理测量折射率。
阿贝折射仪的结构比较复杂，但基本原理是通过旋转一个棱镜，改变入射光的角度，直到观察到全反射现象，然后根据相关的刻度和计算方法得出折射率。
还有一种较为简单但不太精确的方法是利用插针法。
在一块平板玻璃上，铺上一张白纸，用大头针在纸上插上一排间距相等的针。
然后，让一束平行光从玻璃上方垂直入射。
在玻璃下方，我们可以看到光通过玻璃折射后的针的像。
通过测量针和像之间的距离，以及玻璃的厚度，结合一些几何关系，就可以估算出玻璃的折射率。
折射率的测定及应用
折射率的测定及应用折射率是指光线由一种介质穿过后，在另一种介质中传播时，光线的传播速度的相对变化。
测定折射率的方法有很多种，常用的方法有折射角法、楞次法、光栅法等。
折射角法是最简单直接的测定折射率的方法。
在一个已知折射率的介质中，以不同角度照射另一个待测介质，测量入射角和折射角，根据斯涅耳定律可以计算出待测介质的折射率。
该方法适用于透明介质。
楞次法是一种经典的测定折射率的方法。
它利用透明介质的直径和焦距之间的关系来确定折射率。
首先，在光斑的中心线上放置一个光源，使光线通过一个接近球状的球面透镜或凸透镜，然后在该透镜的最薄处加上一个干涉楞次，通过调整球面的半径、球面外侧的介质的折射率等参数，可以直接测量出介质的折射率。
光栅法是用于测定折射率的一种精确的方法。
一般使用的光栅是利用激光刻蚀的光栅，将光栅放在一个特殊的夹持装置中。
当光线通过光栅时，会发生衍射现象，根据不同波长的光，衍射角度不同，通过测量衍射角度和入射角度，就可以确定出不同波长的折射率。
除了用于测定折射率以外，折射率还有很多实际应用。
其中最常见的应用就是光学器件中的透镜设计。
透镜是利用光在不同介质中传播速度不同的特性来实现光线的聚焦或反射，从而实现图像的放大、缩小、聚焦等功能。
折射率的高低直接影响了透镜的性能和效果。
此外，折射率还在光导纤维的设计和制造中扮演着重要的角色。
光导纤维是一种利用光线在介质中反射的原理传输信号的器件，其核心部分是由高折射率材料制成的，而外包层则是由低折射率材料制成的。
通过这个设计，可以实现光信号在光导纤维中的长距离传输。
此外，折射率还在光学涂层和薄膜的设计和制备中起到重要的作用。
光学涂层和薄膜是在光学器件表面上添加一层特殊的材料，来实现特定的光学效果，如反射光、透明光、滤光等。
通过调整涂层的厚度和材料的折射率，可以实现对特定波长光的选择性反射或透过。
总之，折射率的测定及应用有很多种方法和领域。
通过准确测定折射率，可以更好地理解和应用光学现象，设计和制造出优质高效的光学器件和材料。
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用标准玻璃进行校正的操作:
(1)打开下棱镜，把上方棱镜表面调整到水平位置，然后在标准玻璃块的抛光面上加上1滴α-溴
萘液体湿润，将其贴在上棱镜的抛光面上 (2)由目镜观察，调节补偿旋钮和棱镜旋钮使目镜视野内明暗分界线 在十字交叉点上.
(3)在读数镜刻度尺上读数,数值应为标准玻璃的折光率值. 同上方法进行校正。
显然，从图中法线左边入射的光线折射入介质时，折射线都应落在临界折射角之内。
(20.0±0.1)℃或规定温度. 塑料片至少与棱镜接触的一面必须平整经抛光。
校准完毕后，拭净镜身各机件、棱镜表面并用乙醚或无水乙醇清洗,将透明试样在抛光面涂1点α-溴萘使之贴在上棱镜表面,使恒温15min.
3．折光仪的校准 由于光在空气中的传播速度最快,因此,任何物质的折射率都大于1
n D＝ sin i／sin r
❖ 实际应用中，折射率是指在20℃的条件下， 钠光谱的D线(λ=589.3 nm)光自空气中通过被 测物质时的入射角的正弦与折射角的正弦之比， 以nD20记之. 水的折射率nD20 =1.3330
❖ 由于光在空气中的传播速度最快,因此,任何物
质的折射率都大于1
折射率测试
实际应用中，折射率是指在20℃D的条件下，钠光谱的D线(λ=589.
水的折射率nD20 =1.
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测定玻璃折射率课件
临界角测量
使用临界角方法测量玻璃折射率 时，需要将样品放置在支架上， 通过望远镜观察并调节光线角度
，找到临界点。
精度控制
为了获得更精确的折射率数值， 需要多次测量并取平均值。
使用掠入射法测定玻璃折射率
掠入射原理
当光线以很小的角度从玻璃表面 入射时，光线的折射角接近90度
，此时测量折射角比较方便。
阳能电池等领域。
06
参考文献与附录
参考文献
参考文献1 参考文献3
参考文献2 参考文献4
附录
附录1
实验报告模板
附录3
数据记录表格
附录2
实验操作视频
附录4
实验安全须知
THANKS
感谢观看
实验结果的影响。
展望与建议
拓展实验方法
可以尝试使用其他方法来测量 玻璃的折射率，如使用干涉仪
等。
增加实验样品
可以选取不同类型、不同折射 率的玻璃样品进行测量，以验 证实验结果的准确性。
深入研究原理
可以进一步探讨光的折射、反 射等现象的原理，以及它们在 不同介质之间的相互作用。
实际应用价值
可以探讨玻璃折射率在实际应 用中的价值，如光学器件、太
测定玻璃折射率课件
目 录
• 折射率概述 • 测定折射率的方法 • 实验原理及步骤 • 实验结果与讨论 • 实验结论与展望 • 参考文献与附录
01
折射率概述
定义与意义
折射率定义
折射率是描述光在介质中传播速 度减慢程度的物理量，表示光从 一个介质进入另一个介质时发生 折射的能力。
折射率的意义
折射率是光学材料的重要参数之 一，可以反映材料对光的折射、 吸收和传播等特性。
光学材料折射率的测量
实验八光学材料折射率的测量（一）棱镜折射率的测量实验目的1. 了解分光计的结构, 并掌握调节和使用方法。
2. 掌握测定棱镜角的调整技巧与方法。
3. 掌握用最小偏向角法测棱镜折射率的方法。
实验仪器三棱镜、钠灯、分光计实验内容1. 分光计调整:（1）调节望远镜（调目镜、调焦）；（2）调望远镜的光轴与旋转主轴垂直；（3）调平行光管, 并使其光轴垂直于旋转主轴。
2. 用自准直法测等边三棱镜的顶角1―3次。
3. 用最小偏向角法测出等边三棱镜的折射率（最小偏向角测1―3次）。
实验思考1．用自准原理调节望远镜时, 如何判断叉丝及其反射象与物镜的焦平面是否严格地共面？如何判断叉丝是位于物镜焦平面的外侧还是内侧？2．弄清分光计要设置两个圆游标读数的原由。
3．本实验所用光源有什么要求？为什么？4．计算折射率误差, 并说明减少误差的可能途径。
（二）液体折射率的测量实验目的1.掌握掠入射法测液体折射率（即蒸馏水、纯酒精的折射率）。
2.进一步熟悉分光计的使用方法。
实验仪器分光计、平面镜、手持照明灯、三棱镜2块、蒸馏水、酒精铜托盘、棉花和柳木小棒、钠灯（附毛玻璃片）实验内容及要求1. 调好望远系统和平行光管, 并使它们的光轴和旋转主轴垂直（10分钟完成）；2. 调节平台螺丝使棱镜直角的2个反射面都与望远镜光轴垂直；3. 两棱镜间的液膜必须均匀, 半荫视场应清晰分辩。
4.测量 。
用掠入法测定液体折射率2121212BBA A θθθθθθϕ-+-=-=（问: 该方法测 的优点是什么？ 还有什么其它方法可测出？ ） 5、重复测三次 , 将 值代入 , 求出n 。
6、如果棱镜角A 不等于90度, 即 时, 则将 值代入 计算出。
重点辅导内容掠入射法的调节步骤。
思考题1. 本实验所用光源有什么要求？ 为什么？2. 掠入射法为什么要用辅助棱镜？它起什么作用？3．推导出折射率的误差传递计算公式, 并用于估算结果误差。
测定玻璃的折射率
最小偏向角法
01
02
03
04
原理
通过测量光在玻璃中传播时的 最小偏向角，利用公式计算折
射率。
步骤
将待测玻璃放在棱镜和望远镜 之间，调整棱镜角度，观察到 光斑移动，记录最小偏向角。
优点
操作简单，对设备要求不高。
缺点
精度较低，受环境影响较大。
临界角法
原理
利用光在玻璃和空气界面上的 全反射现象，通过测量临界角
测定玻璃的折射率
contents
目录
• 引言 • 折射率的物理基础 • 测定玻璃折射率的方法 • 实验器材与步骤 • 实验结果与分析 • 结论与展望
01 引言
折射率的定义
折射率是光线从一个介质进入另一个介质时，由于速度的改 变而产生的方向改变的度量。它是光线入射角与折射角的正 弦之比，用符号n表示。
误差来源
误差主要来源于测量角度时的误差、光线的散射以及实验环境的不稳定。
减小误差的方法
为了减小误差，我们可以采用更精确的测量仪器、多次测量取平均值、改善实验环境等措施。
06 结论与展望
结论总结
实验原理
通过光的折射定律，利用棱镜分 光仪等实验设备，精确测量入射 角和折射角，从而计算出玻璃的
折射率。
实验结果
实验测得玻璃的折射率为1.52， 与标准值1.51相比，误差较小，
说明实验方法可靠。
误差分析
实验中可能存在的误差源包括测 量角度时的读数误差、棱镜分光 仪的精度误差等，可通过提高测 量精度和采用更精确的实验设备
来减小误差。
研究展望
1 2 3
拓展应用领域
该实验方法可应用于其他光学材料的折射率测定， 为光学研究和应用提供更多数据支持。
折射率的综合测定-光学实验
为60°，实验测得数据取平均值后为： ���̅̅���1̅ = 89°15’，���̅̅���2̅ = 269°09’，
���̅̅���1̅̅‘ = 126°35’，̅���̅���̅2̅‘ = 306°30’
代入公式
图 5 位移法测玻璃板折射率实验原理图
可以证明，介质折射率 n 由下式 决定：
如图所示，∆ABC是三棱镜的主截 面，波长为λ的光线以入射角������1投射到 棱镜的 AB 面上，经 AB 和 AC 两个面 折射后以������4角从 AC 面出射，出射光线 与入射光线的夹角δ称为偏向角。δ的 大小随入射角而改变。在入射光线和 出射光线处于光路对称的情况下，即
上述两个角相等时，偏向角有最小值，
全发射法测介质折射率的原理示
意图如下所示。将待测介质（本实验中
为玻璃板）加工成厚度为 b 的平行平
板，并将其一面磨成毛面，另一面保持
为光面，让激光束经过一透镜在其焦
点上形成一细光束。平板样品入射面
上 A 点处于透镜的焦点上。A 点可视
为点光源，它发出的光线与反射面法
线夹角略小于临界角������������时，大部分光将 透出平板；夹角等于或大于临界角时，
n
=
sin������√1
+
4������2 ������2
������������������2������
得n ≈ 1.555
四.结束语 通过本实验，综合多种已学过的
光学知识，结合多种光学实验仪器操 作，查阅相关资料，采取了七种不同的 实验方法，来对物质的折射率进行测 量，对物质的折射率有了一个新的认 识，对折射率的测量方法有了一个全 面的了解，对相关的光学知识有了更 深刻的理解。 五.参考文献 【1】周殿青.《基础物理实验》[M] 【2】于国萍.《光学》[M]
折射率的测定操作流程
折射率的测定操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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光的折射与折射率的测定
光的折射与折射率的测定光是一种无形的电磁波，它在光学领域中起着重要的作用。
在遇到介质界面时，光线会发生折射现象。
而折射率则是描述介质对光的折射能力的物理量。
本文将探讨光的折射现象以及折射率的测定方法。
1. 光的折射现象当光线从一个介质射入另一个介质时，由于介质之间的光速不同，光线会改变方向，这个现象就是光的折射。
折射现象遵循斯涅尔定律，即入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。
斯涅尔定律可以用数学表达式n1sinθ1 =n2sinθ2 来表示，其中n1和n2分别是两种介质的折射率，θ1和θ2分别是光线入射和折射的角度。
2. 折射率的意义与测定方法折射率是描述介质对光的折射能力的物理量。
不同介质的折射率不同，因此折射率可以用来表征光在不同介质中传播的特性。
在实际应用中，测定折射率具有重要的意义。
一种常用的测定折射率的方法是通过测量光线在物质中传播的速度来计算。
根据光的速度在不同介质中的变化，可以得到折射率。
例如，光在真空中的速度近似为3.0×10^8米/秒，而在玻璃中的速度较小。
通过测量光线在真空和玻璃中的传播时间，就可以计算出玻璃的折射率。
另一种常用的测定折射率的方法是使用折射计。
折射计是一种光学仪器，它通过测量入射角和折射角的值来计算折射率。
折射计通常包含一个半球形透镜和一个刻度盘。
通过调整透镜的位置，使得透镜的中心和光线的入射点在同一平面上，通过观察刻度盘上的读数，可以得到折射角。
结合已知的入射角，就可以计算得到折射率。
此外，还有许多其他测定折射率的方法，比如使用干涉仪、自动折射仪等。
这些方法根据光在介质中传播的特性，通过测量光线的特定参数来计算折射率。
3. 折射率的应用折射率是光学领域中的重要物理量，它在许多实际应用中都起到关键作用。
例如，在眼镜制造中，根据人眼的折射率，设计合适的镜片来矫正视力。
在光纤通信中，折射率决定了光信号在光纤中传播的速度和损耗。
此外，折射率还应用于透镜设计、光学仪器校准和材料分析等领域。
折射率实验报告
折射率实验报告折射率实验报告实验目的：1.了解折射现象及折射率的概念；2.掌握测量光线折射角的方法；3.通过实验测量不同材料的折射率。
实验仪器：平行板、光源、刻度尺、卡尺、三角板。
实验原理：折射率n是指光线在从一种介质射到另一种介质时，两种介质间折射角度与入射角度的比值。
即n=sin i / sin r。
其中i为光线的入射角，r为折射角。
实验步骤：1.将平行板放在平整的桌面上，确保平行板两面平行。
2.将光源放在平行板的一侧，使光线垂直射入平行板。
3.在平行板上方，用刻度尺测量入射光线的角度i，并记录下来。
4.在平行板下方，用刻度尺测量折射光线的角度r，并记录下来。
5.根据测得的角度i和r，利用折射率的计算公式n=sin i / sin r，计算出折射率n。
6.重复实验3-5步骤，分别测量不同材料的折射率。
实验结果：测得不同材料的折射率如下表所示：材料 | 折射率-------|-------空气 | 1.00水 | 1.33玻璃 | 1.50塑料 | 1.46实验分析：通过测量，可以发现不同材料的折射率是不同的。
空气的折射率为1.00，因为空气是最基础的介质，其他物质的折射率都是相对于空气而言的。
水的折射率为1.33，玻璃的折射率约为1.50，塑料的折射率约为1.46。
可以看出，不同材料的折射率与材料的光密度有关，光密度越大，折射率越大。
实验总结：通过本次实验，我们掌握了测量光线折射角的方法，并且测得了不同材料的折射率。
折射率是材料的一个重要光学性质，在光学领域有着广泛的应用。
通过实验，我们深入理解了折射率的概念，并了解了不同材料的折射率差异。
同时，在实验过程中，我们也学会了如何使用仪器进行角度测量，并记录实验数据。
实验结果与理论相符，实验顺利完成。
最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差
最小偏向角法v棱镜法测量折射率的原理公式误差最小偏向角法和棱镜法是测量光学材料折射率的两种常用方法。
本文将介绍这两种方法的原理、公式和误差，并探讨它们的适用范围和优缺点。
一、最小偏向角法最小偏向角法是一种基于斯涅尔定律的测量折射率的方法。
该定律指出，光线在两个介质界面上的入射角和折射角之比等于两个介质的折射率之比。
因此，如果知道入射角和折射角，就可以计算出折射率。
最小偏向角法的原理是：将一束光线从空气中射向一块光学材料，使光线在材料内部发生折射。
然后，将一块透明的玻璃片放在材料上方，使光线再次发生折射。
在这个过程中，玻璃片的位置可以调整，使得折射后的光线在玻璃片内部最小偏离原来的方向。
此时，入射角和折射角可以根据玻璃片的位置计算出来，从而求出材料的折射率。
最小偏向角法的公式是：n = sin((α+δ)/2) / sin(α/2)其中，n是材料的折射率，α是入射角，δ是玻璃片的偏向角。
最小偏向角法的误差来自多个方面。
首先，光线的入射角和折射角必须精确测量，否则会导致折射率的误差。
其次，玻璃片的厚度和平整度也会对测量结果产生影响。
最后，温度和湿度等环境因素也可能引起误差。
二、棱镜法棱镜法是另一种测量折射率的方法。
它利用棱镜的几何形状和光线在棱镜内部的反射和折射，测量光学材料的折射率。
棱镜法的原理是：将一束光线从空气中射向一块光学材料，使光线在材料内部发生折射。
然后，将一个三棱镜放在材料上方，使光线再次发生折射和反射。
在这个过程中，棱镜的位置可以调整，使得入射角、反射角和折射角可以测量出来。
从而可以计算出材料的折射率。
棱镜法的公式是：n = sin((A+D)/2) / sin(B/2)其中，n是材料的折射率，A是入射角，B是折射角，D是反射角。
棱镜法的误差也来自多个方面。
首先，棱镜的形状和制作工艺会影响测量结果。
其次，光线的入射角、反射角和折射角也必须精确测量，否则会导致折射率的误差。
最后，温度和湿度等环境因素也可能引起误差。
光学材料折射率的测定
光学材料折射率的测定光学材料的折射率是表征光在材料中传播性质的重要参数。
测定光学材料的折射率对于研究光在材料中的传播规律、设计光学器件以及探索光学性质具有重要的意义。
本文将从常见的测定方法、测定仪器以及测定误差等方面进行综述，以帮助读者更好地了解折射率的测定过程。
确定测定方法是测定折射率的首要问题。
根据测量原理不同，测定折射率的方法可以分为两大类：间接法和直接法。
间接法包括全反射法、布儒斯特角法、维尔法、二次电光效应法等，它们通过测量光在材料与外界的交接面上的反射、透射等现象来推断出折射率。
直接法则是直接测量光在材料中的传播速度，并由此计算出折射率。
直接法包括时间延迟法、激光干涉法、微傅里叶变换法等。
全反射法是测量折射率的一种常用方法。
该方法利用光在从高折射率介质进入低折射率介质时出现的全反射现象，通过改变入射角求得临界角，再由临界角与两个介质的折射率之间的关系式计算出所求折射率。
布儒斯特角法是测定液体的折射率常用的方法，通过改变入射角和旋转极偏光片，使反射光不出射，根据布儒斯特公式可以求得折射率。
维尔法是一种常用的测量固体材料折射率的方法，通过改变入射角度和旋转样品，利用维尔公式可计算出折射率。
测定仪器是测量折射率的关键工具。
常见的测定折射率的仪器有自准直仪、自准直液体折射计、塔巴法斯特液体折射计、交变电场测量仪等。
自准直仪是一种常见的测定液体折射率的仪器，其原理是利用两个垂直入射的光线在透明液体中的传播方式，通过测量这两束光线的折射角来计算折射率。
自准直液体折射计是一种通过比较不同液体折射率的仪器，可用于测量透明液体的折射率。
塔巴法斯特液体折射计是一种测量液体折射率的仪器，通过测量液体中的光线传播速度，计算折射率。
交变电场测量仪是一种测量非线性光学材料折射率的仪器，通过测量材料中的二次非线性极化效应，计算折射率。
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光学材料折射率的测定Summary ：Refractive index is one of the important parameters of optical materials, which often needs to be measured in scientific research and production practice. The method of measuring the refractive index can be divided into two categories: one is the application of refractive index and reflection, total reflection law, through the accurate measurement of the angle of the refractive index of the geometric optics method, such as the minimum deviation angle method, grazing incidence method, total reflection method and displacement method, etc. Another kind is the light passed the medium (or by a dielectric reflection) and the polarization state changes of the phase change of the transmitted light or reflected light) and refraction rate is closely related to the principle to measure the refractive index of the physical optics method, such as cloth Brewster angle method, interferometry, ellipsometry etc..摘要：折射率是光学材料的重要参数之一，在科研和生产实际中常需要测量它。
测量折射率的方法可分为两类：一类是应用折射率及反射、全反射定律，通过准确测量角度来求折射率的几何光学方法，如最小偏向角法、掠入射法、全反射法和位移法等。
另一类是利用光通过介质（或由介质反射）后，透射光的相位变化（或反射光的偏振态变化）与折射率密切相关的原理来测定折射率的物理光学方法，如布儒斯特角法、干涉法、椭偏法等。
关键词：最小偏向角 偏振 全反射 分光计 干涉 布儒斯特角引言：本实验要求综合已学过的光学知识和基本实验操作，查阅有关资料，拟定实验方案，完成对各种待测样品的折射率测定，从而对光学材料折射率的测量，在原理和方法上有更全面的认识。
加深对分光计、阿贝折射仪、迈克尔孙干涉仪等光学仪器使用方法的了解。
一、最小偏向角法【实验原理】由图1的三棱镜光路图，可以证明：2sin 2sinsin sin min 11A Ar i n +==δ其中A 是三棱镜的顶角，δmin 是出射光在i 1=i 2时的最小偏向角。
由上式可见，只要测得三棱镜的顶角A 和对钠黄光的最小偏向角δmin ，便可间接测出对该波长的光的折射率n 。
【实验步骤】1. 调节分光计到使用状态，打开汞灯照明平行光管，找到折射光谱2. 对准某条谱线，转动游标盘和望远镜跟踪此谱线，当其不再继续移动而反向移动时，记录游标盘读数θ1、θ23. 测定入射光方向，将望远镜对准平行光管，使分划板十字竖线对准狭缝中央，读出此时两游标的读数θ1'、θ2'，则最小偏向角δmin 为：()()[]'2122'11min θθθθδ-+-=4. 重复测量，求平均值图1 三棱镜中的光路图5. 由公式可求出三棱镜对钠光的折射率二、掠入射法【实验原理】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i；入射源出射的光线从各个方向射向AB面时，以90°入射的光线I的内折射角最大为ci；大于90°的入射光线不能进入棱镜。
这样，在AC面用角小于90°的，折射角必小于ci=90°的光线的出望远镜观察时，将出现半明半暗的视场。
明暗视场的交线就是入射角为1射方向。
相应的计算公式：'21min cos sin ()1sin A i n A+=+其中'1min i 是ϕ角极值。
【实验步骤】1.调节分光计和三棱镜到使用状态2.在钠光灯前放置一块毛玻璃，照射折射面AB ，转动望远镜，可观察到视场中间有明显的明暗分界线，记下此时游标盘的读数θ1、θ23.转动望远镜测出AC 面法线位置θ1'、θ2'【实验数据】θ1 θ2 θ1' θ2'ϕϕ 平均1275°35′ 236°20′ 95°41′ 56°21′ 39°18′39°21′2275°41′ 236°18′ 95°36′ 56°18′ 39°21′ 3275°41′ 236°18′ 95°42′ 56°19′39°23′计算得，n=1.52三、偏振法【实验原理】光是一种电磁波，电磁波是横波。
通常光源发出的光，它的振动面不只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。
这种光叫做自然光。
光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。
使用起偏器可以把自然光变为偏振光，当偏振光平行于检偏器的偏振方向时，才能通过检偏器，当偏振光偏振方向与检偏器方向垂直时，光线不能通过。
布儒斯特定律 ：当入射光以i Ｂ入射角入射时则反射光为垂直入射面振动的完全偏振光。
i Ｂ称布儒斯特角，其满足： 21tan B n i n =【实验步骤】1.调节分光计到使用状态2.将待测平面玻璃板至于载物台上，调节载物台的倾斜度，使玻璃板的法线与分光计主轴垂直3.用钠光灯照亮平行光管，使平行光管出射的光束射到玻璃板上，转动载物台以改变入射角，转动望远镜使反射光进入望远镜筒。
将检偏器套在物镜前，让检偏器透振方向垂直入射面，观察狭缝像，旋转90°，狭缝变暗。
调节望远镜改变入射角，同时转动检偏器，使目镜视场中完全消光。
此时的入射角即为布儒斯特角i Ｂ。
用叉丝竖线对准此时反射光的方向，记录分光计的读数θ1、θ24.转动望远镜，使其正对平行光管，测出入射光的方位角θ1'、θ2'，则望远镜转过的角度为()()[]'2122'11θθθθϕ-+-=入射角为1801(2)B i ϕ=︒- 5.重复三次测量，求B i 的平均值，计算玻璃的折射率实际计算时我们用的公式是()()'11221360'2ϕθθθθ⎡⎤=+-+-⎣⎦ϕ的平均值6650φ'=︒，6355B i ='︒ ，tan 1.52B n i ==四、全反射法【实验原理】两面分别为毛面与光面的厚为b 的平行板。
激光由毛面垂直入射。
在毛面上某一范围内由于反射回来的光线很弱而形成圆形暗斑。
暗斑直径为d 。
折射率n 与暗斑直径有如下关系：22161db n +=【实验步骤】1.将猜测玻璃砖置于分光计载物台上，调整激光的出射光与水平面基本平行且垂直于玻璃砖平面2.在激光器和砖间加一个凸透镜3.观察到玻璃平面上有一圆形暗斑，用游标卡尺测出其半径r4.用游标卡尺测出玻璃砖的厚度b 【实验数据】五、位移法【实验原理】激光束以角i 入射到平板上表面，入射点为O ，反射管线为O'，折射光经下表面反射后的光线为O''，光线O'、O''平行，两光线的垂直距离为a ，则有下列关系式成立i ad i n 222cos 41sin += 其中sin(902)a b i =-【实验步骤】1.将待测玻璃块平放于分光计载物台上，调整分光计载物台的高度，使激光器出射的光线能打到玻璃砖上，调节激光、载物台与水平面基本平行2.固定刻度盘，转动游标盘，调节载物台高度，观察到玻璃砖反射回的光线正好打在出射光孔处，记录此时游标盘位置θ1、θ23.转动一定角度，记录此时游标盘的位置θ1'、θ2'4.在此位置下，用激光器作光屏，用游标卡尺测出两光点的距离b5.用游标卡尺测量玻璃砖的厚度d6.重复步骤2-5，测量三组数据。
【实验数据】 位置1 位置2 /b mm i /d cm /b mm n nθ1θ2θ1'θ2'44°22′ 224°28′ 51°21′ 231°26′ 5.5 6°59′ 3.426 5.337 1.55 1.55 44°18′ 224°25′ 51°48′ 231°53′ 6.36 7°29′ 3.424 6.144 1.45 44°3′224°12′50°0′230°0′4.325°53′ 3.4284.231.651.55n =六、阿贝折射仪【实验原理】阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角棱镜（折射率为n ）组成，一个是进光棱镜，它的弦面是磨砂的，其作用是形成均匀的扩展光源。
另一个是折射棱镜。
待测液体(x n n <)夹在两棱镜的弦面之间，形成薄膜。
光先射入进光棱镜，由其磨砂弦面产生漫射光穿过液层进入折射棱镜，在镜筒中可以看到明暗分界线。
阿贝折射仪直接标出了相应角度对应的折射率值，测量时只要使明暗分界线与望远镜叉丝交点对准，就可从读数装置上直接读出x n 【实验步骤】1.打开棱镜组，用无水酒精将棱镜组擦洗干净2.开动恒温水浴，使棱镜组达到测量时所需的温度3．加一滴待测液体在进光棱镜的磨砂面上，合拢锁紧棱镜组4.白炽灯照明，调节反光镜，使望远镜和读数目镜视场明亮5.旋转棱镜和手轮，在视场中可看到明暗分界线上下移动，转动阿米西棱镜手轮，视场中只有黑白色。
将分界线对准十字叉丝交点，记下此时的读数6.测出二种不同液体在不同温度下的折射率甘油：七、迈克尔逊干涉仪【实验原理】用分振幅法产生双光束以实现干涉。
通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。
主要用于长度和折射率的测量，若观察到干涉条纹移动一条，便是M2的动臂移动量为2λ，等效于M1与M2之间的空气膜厚度改变2λ。