用读数显微镜测量玻璃折射率

实验设计要求
设计测量光路图，推导测量公式； 设计测量光路图，推导测量公式； 简述实验步骤； 简述实验步骤； 设计出记录表格。 设计出记录表格。
下面留给同学们30分钟时间， 下面留给同学们 分钟时间， 分钟时间 设计实验。 设计实验。
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实验原理与步骤
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注意事项
• ① 显微镜筒侧面附有10分游标尺，精密度为0.1mm； 显微镜筒侧面附有10分游标尺，精密度为0.1mm 10分游标尺 0.1mm； • ② 测量时, 要注意消除读数显微镜的空程差. 测量时, 要注意消除读数显微镜的空程差.
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实验目的
进一步熟悉读数显微镜的使用方法； 进一步熟悉读数显微镜的使用方法； 学习用读数显微镜测量玻璃折射率。 学习用读数显微镜测量玻璃折射率。
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实验仪器
读数显微镜 待测玻璃1块（厚度15.00mm±0.02mm） 待测玻璃1 厚度15.00mm±0.02mm） 15.00mm 照明灯1 照明灯1支
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（3）近轴光线折射
r 空气
交界面
根据折射定律有
待测玻璃
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n sin i = n0 sin r = sin r
（空气折射率
i
n0 = 1 ）
图 光线的折射
在近轴条件下有
sin i ≈ tan i, sin r ≈ tan r
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实验原理与步骤
t2
•所以，测出t1和t2，即可求得n。 所以，测出t1和t2，即可求得n 所以 t1
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• ⑵实验步骤 • 将待测玻璃砖载物台上面。先调节显微镜的目 将待测玻璃砖载物台上面。 直到从目镜中能清晰地看到镜内叉丝像。 镜，直到从目镜中能清晰地看到镜内叉丝像。 • 再上下左右调节显微镜筒，使通过显微镜能看 再上下左右调节显微镜筒， 到清晰的“ 记号的像P2 到清晰的“×”记号的像P2，并要使“×”的像和叉丝 记号的像P2，并要使“ 的像和叉丝 的像无视差，然后从标尺上读下显微镜筒的位置y1 y1； 的像无视差，然后从标尺上读下显微镜筒的位置y1； • 再上下左右调节显微镜筒，使通过显微镜能看到清晰 再上下左右调节显微镜筒， 记号的像，并要使“ 的“∥”记号的像，并要使“∥”的像和叉丝的像无 视差，然后从标尺上读下显微镜筒的位置y2 y2； 视差，然后从标尺上读下显微镜筒的位置y2； • 则│y1－y2│＝t2，玻璃砖的高度即为t1，从而算出 y1－y2│＝t2，玻璃砖的高度即为t1 t1， n。 • 测三次取平均值。 测三次取平均值。 大学物理实验教学中心
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视深度(看到的深度) 视深度(看到的深度) 小于实际深度
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筷子怎么折断了？
看起来向上弯折
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池水变浅
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实验原理
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（1）读数显微镜 读数显微镜是一种用来精密测量位移或长度的仪器。 读数显微镜是一种用来精密测量位移或长度的仪器。 通常可作长度测量，也可作观察使用。如测孔距、直径、 通常可作长度测量，也可作观察使用。如测孔距、直径、 直线距离及刻线宽度等。 直线距离及刻线宽度等。配用牛顿圈还可以测定光的波 长及透明介质的曲率半径等。 长及透明介质的曲率半径等。 玻璃砖 厚度15.00mm 15.00mm± 厚度15.00mm±0.02mm 其中一个表面刻有“ 记号， 其中一个表面刻有“×”记号，另外一个表面刻有 记号 “∥”记号
图 光线的折射
式中i, r分别为入射角和折射角 分别为入射角和折射角， 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， 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。 其大小不仅取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。 空气的折射率近似为1 空气的折射率近似为1。
• ⑴原理 • 如图，两媒质分界面ＡＢ ＡＢ的 如图，两媒质分界面ＡＢ的 下方是折射率为n的待测媒质， 下方是折射率为n的待测媒质， 上方为折射率n ＝ 的空气， 上方为折射率n’＝1的空气，在分 界面ＡＢ下实际“深度” t1处 ＡＢ下实际 界面ＡＢ下实际“深度”为t1处 有一物点P1 P1， 有一物点P1，眼睛从空气向下看 P1，则其象P2 P2的 视深”t2必比 P1，则其象P2的“视深”t2必比 物P1的实际“深度”小。由折射 P1的实际“深度” 的实际 定律，在近轴条件下， 定律，在近轴条件下，向下观察 t1、t2的关系为 时，n、t1、t2的关系为 t1 • n=
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实验4.7 用读数显微镜测量玻璃折射率 实验
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引
言
1.固体折射率与选购眼镜镜片： 1.固体折射率与选购眼镜镜片：出于佩戴舒适和 固体折射率与选购眼镜镜片 美观考虑，则应选择折射率较高的镜片， 美观考虑，则应选择折射率较高的镜片，折射 率越高，清晰的视野越大。 率越高，清晰的视野越大。佩戴高折光指数的 眼镜看物体更清楚，眼睛更舒服， 眼镜看物体更清楚，眼睛更舒服，故最优质的 镜片为折射率高达1.9左右的水晶镜片。 1.9左右的水晶镜片 镜片为折射率高达1.9左右的水晶镜片。 2.折射率不同可以鉴别矿物与宝石 折射率不同可以鉴别矿物与宝石。 2.折射率不同可以鉴别矿物与宝石。 3.折射率在生物 折射率在生物、 3.折射率在生物、化学分析领域也是很重要的一 个参数。 个参数。
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（2）折射定律及折射率 光的直线传播、 光的直线传播、光的反射 和折射三个实验定律构成几何 光学的基础， 光学的基础，是各种光学仪器 的理论根据。折射定律可表示 的理论根据。 为
i 光疏介质
交界面 光密介质
r
n1 sin i = n2 sin r
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思考题
• ① 还有哪些其他的方法可以测量折射率？ 还有哪些其他的方法可以测量折射率？ • ② 折射率的大小与哪些因素有关？ 折射率的大小与哪些因素有关？
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讲解结束，开始实验！谢谢！ 讲解结束，开始实验！谢谢！