用读数显微镜测透明介质折射率
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用读数显微镜测透明介质的折射率折射率是表征介质光学性质的重要参数。
对弱磁性介质，其由介质的介电常数及光的波长决定。
而介质的介电常数又与其分子结构、原子间化学键形式、成分和均匀性、溶液的浓度、密度、纯度等有密切关系。
对介质折射率的准确测量在光学仪器、化医疗、工、制糖、乳制品、制药、饮料等诸多领域有重要意义，特别是通过折射率测量溶液浓度的技术，在上述领域已有广泛应用[1-4] 。
折射率是以光在真空中的传播速度与在介质中的传播速度之比来定义的，但通过直接测量光速来测量折射率难度较大。
因此，测量折射率的方法一般都是间接方法，主要有折射法、干涉法、费涅尔公式法等。
其中折射法最为常用，一般借助精密测角仪、棱镜折射仪、阿贝折射仪等，通过对角度的准确测定来实现[3-4] 。
这些测量仪器，虽有较高的测量精度，但由于造价高、装置体积大、操作不方便、对测量环境的要求高等因素的影响，对相关的生产和科研工作带来了诸多不便。
本文介绍一种用三维读数显微镜，通过测量清晰像的物与物折射成像的位置，测量折射率的方法，可迅速方便地测量透明介质的折射率。
通过对BK1玻璃、纯水、蔗糖溶液的折射率的测定，证明该方法简便、可靠，测量结果的不确定度达到0.001 。
由于一般实验室均配备有读数显微镜，所以，该方法具有较高的推广价值。
1.测量原理与测量方法选择特定颜色的印有小型文字的薄膜贴在读数显微镜载物台上，在显微镜中调出字迹（即物）清晰的像，记录显微镜物镜的位置X1；将待测厚平板玻璃放在载物台上，紧压字迹，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的位置X2;在平板玻璃上表面X3。
贴一同样文字，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的位置由于显微镜成清晰的像对观察物到物镜的距离有确定要求，则平板玻璃的实际厚度为H = X3-X1 ，视觉厚度h = X3-X2 ，如图1所示。
因为显微镜观察文字时，光线经玻璃上表面折射时的入射角和折射角和都非常小，所以透明液体折射率的测量方法与平板玻璃类似，先将特定颜色的印有小型文字的薄膜贴在平底容器的内底部，将容器平置于载物台上，在显微镜中调出字迹（即物）清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置XI；向容器中注入一定深度（2-3cm）的待测液体，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置X2;在液面上撒些相应颜色的细粉笔末，调出其清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置X3,依据式（1），可算出待测液体的折射率［5］。
一种测量光透明液体折射率的方法
实验 室 科学 LABORATORY SCIENCE
第22卷第3期2019年6月 Vol. 22 No. 3 Jun. 2019
一种测量光透明液体折射率的方法
张夏春I,翁存程2,冯尚源彳 （1.福州第十五中学，福建福州 350009； 2.福建师范大学物理与能源学院，福建福州 350007； 3.福建师范大学光电与信息工程学院，福建福州350007）
目前常见的测量液体折射率的方法有掠入射 法⑺、最小偏转角法⑻、等厚干涉法、双暗环效 应法［创、牛顿环法〔心、迈克尔逊干涉法①）、遮光 效应法等。在本文中，提出了一种基于透镜成 像测量光透明液体折射率的方法。这种方法测量准 确、Байду номын сангаас速，而且操作简单、方便。
1原理
如图1所示，玻璃容器装待测液体前，物屏经凸 透镜成缩小像于a位置。玻璃容器装满待测液体后 成像于b位置。
Abstract: In this paper, a method for measuring the refractive index of transparent liquid is presen
ted. This method is based on convex lens imaging. Firstly, the filament lamp, object screen, convex lens and glass container are placed on an optical slide-way sequentially and adjusted to equal high common axis. A reduced image of the object screen is obtained by adjusting the convex lens. Secondly, the position of the reduced image is determined by a reading microscope, and the distance between the two positions of the reduced images, which are obtained respectively before and after the container is injected into a liquid, is obtained by the reading microscope. Thirdly, the size of the inside of the con tainer along the optical axis of convex lens is measured by a vernier caliper. At last, the refractive in dex of the liquid is calculated according to the size of the container and the distance between the two reduced images. This method can obtain the refractive index of transparent liquid quickly and accurate ly, and is simple and convenient to operate.
读数显微镜测量玻璃砖折射率
n2 NP NP
【实验数据记录及处理】
表：测玻璃砖折射率 单位：
【课后思考题】
1. 如何消除读数显微镜的视差？ 2. 调节读数显微镜时有哪些要求？
3. 读数显微镜的读数原理与千分尺相同，那么读数显微镜是否也存在零
点读数误差的情况？试分析（必要时画出简图）。 4. 分析视深法测折射率的误差主要来源和减小误差方法。
n2
NP NP′，方法如图（2-2 ），在显微镜载物平台上做一记号 P，调节镜 筒高低位置，使P点的像最清晰，记下镜筒高度位置读数h1； 2. 将样品盖在P点上，再找出P点的清晰像，记下镜筒的位置读数h2；
3 最后在样品的表面KK′做一记号（正对P点）N，调节镜筒，使N点的像清晰，
读数显微镜测量玻璃砖的折射率
【实验目的】 1. 了解读数显微镜（移测显微镜）的结构及其工作原理
2. 学会使用移测显微镜的一般方法。
3. 测定玻璃砖的折射率。
【实验仪器】 读数显微镜、玻璃砖
【实验原理】
像的视高法原理：若从垂直于一透明平行板玻璃的方向并透过它观察一物体时，则将 观察到该物体的位置比直接观察（无平行板玻璃）时高，实质上这是像的视高原理。 如图2-1所示，AA′表示两种不同媒质的分界面，上下媒质的折射率分别为n1和n2， 且n1<n2，设有一物点P，以入射角入射于界面上Q点，经折射后沿QT方向进入上方 媒质，折射角为γ。沿着折射线QT反方向延长，则和法线PN相交于P′点，P′点即为P 点的像。
测量固体和液体的折射率.
分别为透明介质、玻璃和空气的折射率。在由几 何关系可知棱镜的角A同和有如下关系：
取空气的折射率为,所以：
当时，即光线掠射，这是折射角为最大值（）,而为最小值，导致从 AC面射到空气中的出射角i为最小值，此时，上式可以写为：
因此，用望远镜观察时,在视场中出现明暗分界线，明暗分界线正好 对应于掠射光线。 实验内容与数据处理 A 用读数显微镜测量固体和液体的折射率 a 测量玻璃的折射率 测量数据如下所示：
微镜测得的不确定度较大。
根据折射定律：
式中，分别为液体、玻璃、空气的折射率。当光由玻璃进入空气层 时，如果入射角足够大，则产生全反射，即；此外，空气的折射率;所 以
随意液体的折射率为：
C 阿贝折射仪测量固体和液体的折射率 透明介质中的光线以入射角入射到直角玻璃棱镜ABC的AB面（面上
附有透明介质）上，折射入透镜内，再由面AC出射 到空气中，如图所示。
北京科技大学实验报告
测量固体和液体的折射率
实验目的： 学会使用读数显微镜测量固体和液体的折射率； 学会使用全反射测量液体的折射率； 学会使用阿贝折射仪测量固体和液体的折射率。
实验原理： A 用读数显微镜测量固体和液体的折射率
如图一所示，表示放在空气中的某一透 明介质底部的一个物体。它发出的光经过空 气与透明介质的界面发生折射。
S1 S2 S3 第一 次 3.16 3.32 3.61 第二 次 3.15 3.31 3.61 第三 次 3.13 3.32 3.6 平均 值 3.15 3.32 3.61 S1表示望远镜看到红漆时候的位置，S2表示望远镜透过玻璃后看到的红 漆位置，S3表示的是望远镜看到的玻璃板上银粉的位置。因而，S1S3即 为玻璃的厚度，S2S3为玻璃底部的红漆所成的像距离玻璃顶部表面的距 离。所以：
透明介质折射率的测定实验报告
透明介质折射率的测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量透明介质的折射角和入射角，计算出其折射率，并掌握利用反射法和折射法测量透明介质折射率的方法。
二、实验原理1. 折射定律：当光线从一种介质斜入另一种介质时，入射角i、折射角r和两种介质的折射率n1、n2之间有如下关系：n1sin i = n2sin r2. 反射定律：光线从一个介质到另一个介质时，入射角i、反射角r和两种介质的折射率n1、n2之间有如下关系：i = r3. 透明介质的折射率计算公式：n = sin i / sin r三、实验器材与药品1. 光源（白炽灯或激光器）2. 透明平板（玻璃板或亚克力板）3. 光学平台4. 直角三棱镜5. 半圆筒形物体（如半圆柱形玻璃棒）6. 量角器或反光镜四、实验步骤与注意事项1. 反射法测量透明介质折射率（1）将直角三棱镜放在光学平台上，调整其位置使得光线垂直入射。
（2）在直角三棱镜的一侧放置透明平板。
（3）将光源对准直角三棱镜的另一侧，发出光线照射到透明平板上。
（4）通过调整透明平板的位置和角度，使得反射光线与入射光线重合，利用量角器或反光镜测量反射角和入射角。
（5）根据反射定律计算出折射角，再根据透明介质的折射率计算出其折射率。
2. 折射法测量透明介质折射率（1）将半圆筒形物体放在光学平台上，并加入足够的水或其他液体。
（2）将光源对准半圆筒形物体中心，发出光线照射到半圆筒形物体中心处。
（3）通过调整观察位置和半圆筒形物体的位置和倾斜角度，使得入射光线和折射光线重合，利用量角器或反光镜测量入射角和折射角。
（4）根据折射定律计算出透明介质的折射率。
注意事项：（1）实验过程中要保持光源、透明介质和测量仪器的稳定位置，避免震动和晃动。
（2）实验时要注意保护眼睛，避免直接观察强光源。
（3）测量时要注意读数精度，尽可能减小误差。
五、实验结果与分析1. 反射法测量透明介质折射率（1）利用反射法测量玻璃板的折射率，得到入射角为30°，反射角为30°，计算出其折射角为41.81°，从而得到其折射率为1.51。
实验二 透明介质折射率的测定
实验二透明介质折射率的测定一、实验目的1、掌握用掠入法测定液体折射率的方法；2、了解阿贝折射计的工作原理，并熟悉其使用方法。
二、实验仪器阿贝折射计，待测液体三、实验原理1、根据折射定律有: n sing=nsina;2、当光从束疏媒介质射入光密媒质时，临界角满足关系式：sini+=n/n;在 AC面上有: n εsinφφ=n₁sin当A>i,时, 有:A=i C+ψ由以上三式消去 i和ψ，得：四、阿贝折射计的原理和结构n=sinA√n2−sin2ψ−cosA∗sinψ1、阿贝折射计的测量原理：测量固体的折射率，可采取透射式和反射式测量两种光路，为了使固体与折射棱镜紧密地叠合在一起，中间添加一层接触液，接触液的加入并不影响固体折射率的测定。
证明如下：nsin90∘=n2sini c2=n1sini c1所以，还是有：sini c=nn1对于反射式结构的测量，测量公式仍然适用。
2、阿贝折射计的结构：分测量和读数两部分阿米西棱镜也叫消色差棱镜，其消色差的原理如下图所示。
五、实验步骤1、转动棱镜锁紧手柄，打开棱镜，用脱脂棉沾一些无水洒精将棱镜面轻轻地擦干净。
在照明棱镜的磨砂面上滴上一二滴待测液体，旋紧棱镜锁紧手柄，使液膜均匀，无气泡，并充满视场。
2、调节两反光镜，使两镜筒视场明亮。
3、旋转手轮使棱镜组转动，在望远镜视场中可观察到明暗分界线上下移动，旋转阿米西棱镜手轮，使视场中除黑白二色外无其它颜色。
将分界线对准十字差丝中心，于是读数镜视场右边所指示的刻度值，即为待测液体的折射率n的数值。
4、依同样方法，重复步骤 1~3，求平均值。
六、注意事项1、测量前，注意做好棱镜面的清洁工作，以免在工作面上残留其它物质而影响测量精度。
2、必须注意对阿贝折射计进行读数校正。
【最新】用读数显微镜测量玻璃折射率PDF模版课件
【最新】用读数显微镜测量玻璃折射率PDF模版课件使用读数显微镜测量物质的折射率是现代物理学实验室中常见的实验。
玻璃是一种具有吸收较小的、半透明且均匀的固体，通常用于制作光学元件，例如棱镜和透镜。
正是因为这些特性，玻璃的折射率是一种重要的物理量，因为它能够反映物质对光线的反应。
通过读数显微镜测量玻璃的折射率的过程，本质上是通过制备棱镜，实现将入射光线折射和反射，从而测量折射角和反射角，进而获得折射率的过程。
本文将介绍使用读数显微镜测量玻璃折射率的实验方法，包括操作步骤、注意事项和数据分析过程。
实验步骤1.准备实验物品，包括读数显微镜，准直棱镜、玻璃样品、白色纸和光源等。
2.将光源置于实验室中心位置，准直棱镜放在光线的路径上以使光线垂直于棱镜上表面。
3.将玻璃样品放置在准直棱镜的一侧，并通过旋转棱镜来实现入射角的变化。
4.将读数显微镜调整至正常操作水平，然后在棱镜上放置一个白色纸。
5.使用读数显微镜观察光线在玻璃上的反射和折射，通过观察读数显微镜的读数记录入射、反射和折射角的值。
6.重复以上步骤，每次变换信号源的入射角度，以获得多组数据。
注意事项1.在实验前要检查并校准读数显微镜，确保其正常工作。
2.在棱镜表面上应尽可能地避免留下任何指纹和污点，以减小误差。
3.在观察时，要确保光线由底部通过，使其传感器位置正确，以确保准确的读数。
数据分析在获得一系列入射、反射和折射角的值之后，可以计算玻璃的折射率。
根据光学原理，可以得出以下公式：n = sin(i) / sin(r)其中，n是玻璃样品的折射率，i是入射角，r是折射角。
对于通过多次测量获得的多个角度值，可以计算出平均值和标准偏差。
平均值用于计算折射率，标准偏差可以用于评价测量精度和数据可靠性。
结论使用读数显微镜测量玻璃折射率是一种简单且有效的实验方法，只需要有准确的仪器和良好的实验操作即可获得精确的数据。
在实验中，还应注意许多细节，包括校准仪器，减小误差和评价数据准确性等。
玻璃折射率的测量实验教案
玻璃折射率的测量光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的正弦之比行叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。
折射率是光学介质的一个基本参量，也等于光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比。
两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。
某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。
同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。
通常所说某物体的折射率数值多少（例如，水为1.33，水晶为1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分不同则有一定范围1.5 ~1.9），是指对钠黄光（波长5 893×10-10m）而言。
无论在日常的生活中还是在现代工业中，玻璃用品都得到了广泛应用。
然而，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。
玻璃的折射率数值越大，表明玻璃使入射光发生折射的能力越强。
玻璃折射率作为玻璃性能的一个基本重要参数，在很大程度上决定了玻璃产品性能。
在玻璃的制造与生产过程中，需要实时准确地测量玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。
本实验将分别用视深法和光路法测量玻璃砖的折射率。
一、实验目的1．掌握测定玻璃折射率的原理和方法。
2．用读数显微镜测量玻璃折射率。
3．用光路法测定玻璃的折射率。
二、实验仪器读数显微镜、激光器、游标卡尺、平行玻璃砖、牙签、白纸。
三、实验原理光线通过两介质的界面折射时，确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定律称为折射定律，它是几何光学基本定律之一，是各种光学仪器的理论根据。
折射定律可表示为n1sin i =n2sin r式中i, r分别为入射角和折射角，n1，n2分别为入射介质和折射介质的折射率。
折射率作为反映光学性质的物理量，其大小不仅取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。
空气的折射图1 光线的折射率近似为1。
1、视深法测量折射率原理如图2所示，在玻璃砖底部有一发光点P ，由于玻璃折射率与空气折射率不同，P 点发出的光线会在玻璃与空气的界面M 点处发生折射，出射光线的反向延长线与OP 的交点为P ′。
实验二透明介质折射率的测定
实验二透明介质折射率的测定折射率是光学材料的重要参数之一，它与材料的温度、湿度、浓度等基本物理量有一定的关系，在科研和生产实际中，常通过测量折射率来获得材料的相关信息．本实验用掠入射法测定液体折射率，用光的折射法测固体折射率．·实验目的1．了解阿贝折射仪的工作原理，熟悉其使用方法；2．用掠入射法测定液体的折射率；3．用像的视高法测固体的折射率．·实验仪器阿贝折射仪，移测显微镜，钠灯，玻璃砖，水、酒精等待测液体．阿贝折射仪是测量固体和液体折射率的常用仪器，测量范围为1.3～1.7，可以直接读出折射率的值，操作简便，测量比较准确，精度为0.0003．测量液体时所需样品很少，测量固体时对样品的加工要求不高．18151反光镜；6阿米西棱镜手轮（色散调节手轮）；7色散值刻度圈；8目镜；10棱镜锁紧手柄；11棱镜组；13温度计座；14底座；15折射率刻度调节手轮（转动棱镜）；16校正螺钉；18圆盘组；19小反光镜；20读数镜筒；21望远镜筒1467181920211011图2-1（a）WZS-1型阿贝折射仪结构图16131.阿贝折射仪的外部结构实验用阿贝折射仪的型号有两种：WZS-1型阿贝折射仪结构见图2-1（a ）、2WAJ 型阿贝折射仪结构见图2-1（b ）．2.阿贝折射仪的光学系统 WZS-1型阿贝折射仪的光学系统由两部分组成：望远系统与读数系统如图2-2所示．望远系统：光线经反射镜1反射进入照明棱镜2及折射棱镜3，待测液体放置在棱镜2与3之间，经阿米西消色差棱镜组4抵消由于折射棱镜待测物质所产生的色散，通过物384527'8'71011913121反光镜；2棱镜座连接转轴；3遮光板；4恒温器接头；5进光棱镜座；6色散调节手轮；7色散值刻度圈；8目镜；9盖板； 10棱镜锁紧手轮； 11折射标棱镜座； 12照明刻度盘聚光镜； 13温度计座； 14底座； 15折射率刻度调节手轮；16校正螺钉； 17壳体；16 721715 614410 11 81295 1133 图2-1（b ）2WAJ 型阿贝折射仪结构图镜5将明暗分界线成像于分划板6上，再经目镜7和8放大成像后为观察者所观察．阿米西消色差棱镜组由两个完全相同的直视棱镜组成，每一个直视棱镜又由三个分光棱镜复合而成，如图2-3所示．棱镜1和3的介质相同，与棱镜2互为倒置，并使钠黄光（D 线）能无偏向地通过，但对波长较长的红光（C 线）、波长较短的紫光（F 线），因复合棱镜的色散，将产生相应的偏折，其主截面如图2-3所示．消色差棱镜组通过一个公用的旋钮调节，使之绕望远镜的光轴沿相反方向同时转动，转动的角度可从读数盘上读出．在平行于阿贝折射棱镜的主截面内，产生一个随转动角度改变的色散，色散的方向和数值的大小均可变化，以抵消由于折射棱镜和待测样品产生的色散，使半荫视场清晰、界线分明．从消色差棱镜组转动的角度，对照仪器的附表，便可查得样品的平均色散n F －n C ．读数系统：光线由小反光镜经毛玻璃照亮刻度盘，经转向棱镜11及物镜10将刻度成像于分划板9上，再经目镜7＇、8＇放大成像后为观察者所观察． 2WAJ 型阿贝折射仪的光学系统由由望远系统和读数系统两部分组成，如图2-4所示。
读数显微镜测玻璃砖折射率
读数显微镜测玻璃砖折射率实验原理：当光线从绝对折射率为n 1的媒质1射向绝对折射率为n 2的媒质2时，在分界面上要发生折射，入射角i 1、折射角i 2和 n 1、n 2的关系是：n 1sin i 1= n 2sin i 2（1）若光线从空气（n 2=1）进入媒质（入玻璃砖n 1=n G ），则 n G =21sini sini （2） 我们现在要测的玻璃砖折射率基本原理如图1所示，在两媒质的分界面下方是折射率为n 1（=n ）的媒质（如玻璃），上方是折射率为n 2（=1）的空气。
在分界面下实际深度为t 1处有物点p 1，肉眼从上方向下看p 1的像p 2的“视深”t 2比物p 1的实际深度小。
根据折射率原理可证得，当接近垂直方向观察时，折射率n 和物的实际深度t 1、视深t 2之间的关系是： n=21t t （3）；证明如下： 根据折射定律，有nsin i 1= sin i 2，设入射角为i 2的光线与玻璃砖表面相遇于M 点，另OM =x ，则t 1=1tani x ，t 2=2tani x ，于是 t 2=121t tani tani =11221t cosi sini cosi sini =11221ncosi i sin n -1t ，上式表明，有p 1发出的不同方向光线，折射后的延长线不再交于一点，但对于接近法线方向的光线（i ≈0），若忽略O （i 2）的高级小量，则sin 2≈0 ，cosi ≈1 ，于是我们有 n=21t t 因此证得上式（3）。
因此，只要测出物的实际深度 t 1和视深t 2，即可得此媒质的折n 。
2o MP 1（物点）图（1） p1实验操作方法，在标有黑色点记号的白纸上压一块玻璃砖，此“点”就代表物点p 1。
先调整显微镜的目镜，是从目镜中能清楚地看到清晰的“点”的像，且和叉丝的像无视差，记下读数，即显微镜筒的位置y 2；拿起玻璃砖，再调节显微镜的高低（注注意不要转动调焦螺丝），再次看到“点”的像，记下显微镜的位置y 1。
实验九 用掠射法测定透明介质的折射率
实验九 用掠射法测定透明介质的折射率目的１．掌握用掠射法测定液体的折射率。
２．了解阿贝折射仪的工作原理，熟悉其使用方法。
实验内容练习一 用掠入射法测定液体折射率仪器和用具：分光仪，三棱镜（两块），单色光源（钠灯），等待测液体（水、酒精），读数小灯，毛玻璃。
原理将折射率为n 的待测物质放在已知折射率为n 1的直角棱镜的折射面AB 上，且（n ＜n 1）。
若以单色的扩展光源照射分界面AB ，则从图4－1可以看出：入射角为π/2的光线Ⅰ将掠射到AB 界面而折射进入三棱镜内，显然，其折射角i c 应为临界角。
因而，应满足关系1sin n n i c =（4－1）当光线Ⅰ射到AC 面，再经折射而进入空气时，设在AC 面上的入射角为φ，折射角为ϕ，则有φϕsin sin 1n = （4－2）除入射光线Ⅰ外，其他光线如光线Ⅱ在AB 面上的入射角均小于π/2，因此，经三棱镜折射最后进入空气时，都在光线Ⅰ＇的左侧。
当用望远镜对准出射光方向观察时，在视场中将看到以光线Ⅰ＇为分界线的明暗半荫视场，如图4－1所示。
由图4－2可以看出，当三棱镜的棱镜角A 大于角i c 时，A 、i c 和角φ有如下关系φ+=c i A （4－3）将（4－1），（4－2）和（4－3）消去i c 和φ后可得：ϕϕsin cos sin sin 221⋅--=A n A n （4－4）若棱镜角A 等于90度，则上式简化为： ϕ221sin -=n n （4－5）因此，当直角棱镜的折射率n 1为已知时，测出ϕ角后便可计算出待物质的折射率n 。
上述测定折射率的方法称为掠入射法，是应用全反射原理。
（问：如果A<i c 时，式（4－3），（4－4）将有何变化？观察的现象有何变化？）测量（１）按实验三有关内容将分光仪调节好，即应用自准直法将望远镜对无穷远调焦，并使其光轴垂直于仪器的转轴；调节棱镜的主截面也和仪器的转轴垂直。
（２）按图4－3所示，将待测液体滴一、二滴在直角棱镜的AB 面上，用90度角作为棱镜顶角A ，并用另一辅助棱镜（A ＇B ＇C ＇）的一个表面A ＇B ＇与AB 面相合，使液体在两棱镜接触面间形成一均匀液层，然后置于分光仪载物台上，（注意棱镜的放置方法）。
测定玻璃的折射率实验
测定玻璃的折射率实验方案一，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。
实验二透明介质折射率测定
.实验二透明介质折射率的测定折射率是光学材料的重要参数之一，它与材料的温度、湿度、浓度等基本物理量有一定的关系，在科研和生产实际中，常通过测量折射率来获得材料的相关信息．本实验用掠入射法测定液体折射率，用光的折射法测固体折射率．·实验目的．了解阿贝折射仪的工作原理，熟悉其使用方法；．用掠入射法测定液体的折射率；．用像的视高法测固体的折射率．8·实验仪器21 20阿贝折射仪，移测显微镜，钠灯，玻璃砖，水、酒精等待测液体．阿贝折射仪是测量固体和液体折射率的常用仪16619 71018 111311514器，测量范围为～，可以直接读出折射率的图2-1〔a〕WZS-1型阿贝折射仪结构图1反光镜；6阿米西棱镜手轮〔色散调节手轮〕；7色散值刻度圈；8目镜；10棱镜锁紧手柄；11棱镜组；13温度计座；14底座；值，操作简便，测量比拟15折射率刻度调节手轮〔转动棱镜〕；16校正螺钉；18圆盘组；19小反光镜；20读数镜筒；21望远镜筒.准确，精度为．测量液体时所需样品很少，测量固体时对样品的加工 要求不高． 1.阿贝折射仪的外部结构实验用阿贝折射仪的型号有两种： WZS-1 型阿贝折射仪结构见图2-1〔a 〕、2WAJ 型阿贝折射仪结构见图2-1〔b 〕．874175 916631011112151413 2图2-1〔b 〕2WAJ 型阿贝折射仪结构图1反光镜；2棱镜座连接转轴；3遮光板；4恒温器接头；5进光棱镜座； 6色散调节手轮；7色散值刻度圈；8目镜；9盖板；10棱镜锁紧手轮；11折射标棱镜座；12照明刻度盘聚光镜；13温度计座；14底座；15折射率刻度调节手轮；16校正螺钉；17壳体；阿贝折射仪的光学系统WZS-1型阿贝折射仪的光学系统由两局部组成：望远系统与读数系统如图2-2所示．望远系统：光线经反射镜1反射进入照明棱镜2及折射棱镜3，待测液体放置在棱镜2与3之间，经阿米西消色差棱镜组4抵消由于折射棱镜待测物质所产生的色散，通过物镜.87658'47'91031113122141(a)(b)图2-2阿贝折射仪光学结构示意图5将明暗分界线成像于分划板6上，再经目镜7和8放大成像后为观察者所观察．阿米西消色差棱镜组由两个完全相同的直视棱镜组成，每一个直视棱镜又由三个分光棱镜复合而成，如图2-3所示．棱镜1和3的介质相同，与棱镜2互为倒置，并使钠黄光〔D 线〕能无偏向地通过，但对波长较长的红光〔C线〕、波长较短的C〔红〕12D〔黄〕3F〔紫〕图2-3阿米西消色差棱镜紫光〔F线〕，因复合棱镜的色散，.将产生相应的偏折，其主截面如图2-3所示．消色差棱镜组通过一个公用的旋钮调节，使之绕望远镜的光轴沿相反方向同时转动，转动的角度可从读数盘上读出．在平行于阿贝折射棱镜的主截面内，产生一个随转动角度改变的色散，色散的方向和数值的大小均可变化，以抵消由于折射棱镜和待测样品产生的色散，使半荫视场清晰、界线分明．从消色差棱镜组转动的角度，对照仪器的附表，便可查得样品的平均色散n F－n C．读数系统：光线由小反光镜经毛玻璃照亮刻度盘，经转向棱镜11及物镜10将刻度成像于分划板9上，再经目镜7＇、8＇放大成像后为观察者所观察．2WAJ 型阿贝折射仪的光学系统由由望远系统和读数系统两局部组成，如图2-4所示。
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用读数显微镜测透明介质的折射率
【摘要】根据显微镜成像原理，设计了一种用读数显微镜测量透明介质折射率的方法。
测量了玻璃、纯水、蔗糖溶液的折射率，证明该方法简便、可靠，具有一定的精度。
【关键词】读数显微镜；折射率；蔗糖溶液；不确定度
折射率是表征介质光学性质的重要参数。
对弱磁性介质，其由介质的介电常数及光的波长决定。
而介质的介电常数又与其分子结构、原子间化学键形式、成分和均匀性、溶液的浓度、密度、纯度等有密切关系。
对介质折射率的准确测量在光学仪器、医疗、化工、制糖、乳制品、制药、饮料等诸多领域有重要意义，特别是通过折射率测量溶液浓度的技术，在上述领域已有广泛应用[1-4]。
折射率是以光在真空中的传播速度与在介质中的传播速度之比来定义的，但通过直接测量光速来测量折射率难度较大。
因此，测量折射率的方法一般都是间接方法，主要有折射法、干涉法、费涅尔公式法等。
其中折射法最为常用，一般借助精密测角仪、棱镜折射仪、阿贝折射仪等，通过对角度的准确测定来实现[3-4]。
这些测量仪器，虽有较高的测量精度，但由于造价高、装置体积大、操作不方便、对测量环境的要求高等因素的影响，对相关的生产和科研工作带来了诸多不便。
本文介绍一种用三维读数显微镜，通过测量清晰像的物与物折射成像的位置，测量折射率的方法，可迅速方便地测量透明介质的折射率。
通过对bk1玻璃、纯水、蔗糖溶液的折射率的测定，证明该方法简便、可靠，测量结果的不确定度达到0.001。
由于一般实验室均配备有读数显微镜，所以，该方法具有较高的推广价值。
1. 测量原理与测量方法
选择特定颜色的印有小型文字的薄膜贴在读数显微镜载物台上，在显微镜中调出字迹（即物）清晰的像，记录显微镜物镜的位置x1；将待测厚平板玻璃放在载物台上，紧压字迹，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的位置x2；在平板玻璃上表面贴一同样文字，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的位置x3。
由于显微镜成清晰的像对观察物到物镜的距离有确定要求，则平板玻璃的实际厚度为h = x3-x1，视觉厚度h = x3-x2，如图1所示。
因为显微镜观察文字时，光线经玻璃上表面折射时的入射角和折射角和都非常小，所以
透明液体折射率的测量方法与平板玻璃类似，先将特定颜色的印有小型文字的薄膜贴在平底容器的内底部，将容器平置于载物台上，在显微镜中调出字迹（即物）清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置x1；向容器中注入一定深度（2-3cm）的待测液体，调出字迹清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置x2；在液面上撒些相应颜色的细粉笔末，调出其清晰的像，记录显微镜物镜的竖直位置x3，依据式（1），可算出待测液体的折射率[5]。
为避免液面弯曲对测量结果的影响，容器的孔径应大于6cm。
2. 玻璃、纯水、蔗糖溶液折射率的测定与分析
表1列出了依据本文方法用长春第二光学仪器有限公司生产的jxd型三维读数显微镜，测定的bk1玻璃、纯水以及五种不同浓度
蔗糖溶液折射率的测量数据与测量结果，样品的温度为17.1℃，选用的光色为蓝色，波长范围为450-490nm。
表1 还列出了相应折射率的一些文献值。
从表1可见，依据本文介绍的测量方法，用普通读数显微镜，对bk1玻璃和纯水的折射率的测量结果与文献[6]发布的公认值符合得很好，其误差在不确定度范围以内。
根据表1 的测量结果，我们用origin 6.0数据分析软件，对蔗糖溶液的折射率与其百分浓度的关系进行了线性拟合，如图2所示。
拟合结果为
其中常数1.3296和0.00187的不确定度分别为0.000203和
0.0000135，表征数据线性相关性的参数r为0.98967，接近于1，说明数据的线性相关性较好。
文献[1，2]用国产way型阿贝尔折射仪对蔗糖溶液的折射率进行了测定，溶液温度为22 ℃，光波长为589. 3 nm 的钠黄光，给出的溶液折射率与百分浓度的关系分别为
由于本文测试温度为17.1℃，光波长范围为450-490nm，同一浓度时，本文测量结果比文献[1，2]的结果略大，符合温度与光波长对溶液折射率的预期影响。
可见，依据本文测量结果拟合出的蔗糖溶液折射率与百分浓度的关系，与文献[1，2]的结果是相符的。
3. 结论
本文测定透明介质折射率的方法，只借助普通三维读数显微镜，无需特殊光源及测角仪等设备，测量方法简便，测量结果可靠。
通过对固、液样品折射率的测定检验，其精度基本达到了用阿贝尔折
射仪测定的精度。
本文方法可在相关领域的科研、检测及生产中广泛使用。
参考文献：
[1] 张志伟，尹卫峰，温廷敦等. 溶液浓度与其折射率关系的理论和实验研究[j]. 中北大学学报（自然科学版）， 2009；30（03）：281-284.
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[3] 许迁，温绍国，王继虎等.用折射率法测水中三聚氰胺质量浓度[j]. 上海工程技术大学学报，2010；， 23（01）：154-156.
[4] 解延雷，朱民，辛督强等.无机溶液折射率与质量浓度关系的理论计算和实验验证[j]. 北京师范大学学报（自然科学版）2007；43（01）：47-49.
[5] 王峰. 用显微镜测折射率的实验设计[j]. 物理教师2007；28（11）：54-55.
[6] [德] horst st?cker.吴锡真，李祝霞，陈世平译.物理手册[m].北京：北京大学出版社，2004；339.
本文系陕西省春笋计划资助项目（2012）、咸阳师范学院教学改革研究资助项目（201202016）。