玻璃折射率的測定

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1、玻璃折射率的測定方案一，讀數(shù)顯微鏡法測定玻璃折射率測量原理：測量原理如圖2所示：當(dāng)從觀察點(diǎn)觀察透明玻璃下面的物P時(shí)，實(shí)際觀察到的是物P的像P1設(shè)t。為物P經(jīng)玻璃折射出射線與玻璃法線的夾角，t，為物P光在玻璃中到達(dá)觀察點(diǎn)與玻璃法線的夾角，D為玻璃的厚度，o為垂直于玻璃且通過物P的阿線到觀察點(diǎn)的距離，兒為玻璃的折射率，n。為空氣折時(shí)率，根據(jù)折射律關(guān)系有:(1)由圖2關(guān)系得:將sinto和sintl的表達(dá)式代入式(1)得：當(dāng)a趨于零時(shí)，也就是觀察者從玻璃上方垂直觀察物P時(shí)，則有關(guān)系式:(2)用讀數(shù)顯微鏡測透明物質(zhì)折射率時(shí)，調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)

2、到物屏的距離，使從目鏡中清晰觀察到物屏的圖像時(shí)，記錄光學(xué)系統(tǒng)所在的位置X。；把待測一定厚度D的透明玻璃放在物屏與物鏡之間，再次調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的位置，使得物屏的物光通過待測透明玻璃以及物鏡，從目鏡中再次清晰觀察到物屏的圖像，記錄此時(shí)光學(xué)系統(tǒng)所么的位置義，。被測物質(zhì)的厚度D可以通過讀數(shù)顯微鏡測量出來。在正常溫度和氣壓下，空氣折射率‰為1．0002926，根據(jù)式(2)被測物質(zhì)的折射率n為：實(shí)驗(yàn)儀器選擇：實(shí)驗(yàn)裝置由KF—JCD3讀數(shù)顯微鏡、長物距物鏡、可固定在物鏡前的平面反射鏡、鈉光燈源、物屏(如圖3)、長方形平板玻璃樣品等組成。為了提高

3、測量者眼睛的反應(yīng)靈敏度，將物屏光孔用三根毛發(fā)橫粘在光孔上，如圖3所示，當(dāng)單色光保持一定角度照射到物屏?xí)r，從顯微鏡的目鏡中能觀察到毛發(fā)的邊沿發(fā)亮，并且有衍射光斑，調(diào)整平面反射鏡到物屏的距離，衍射光斑逐漸消除，衍射光研消除時(shí)，毛發(fā)邊沿有一清晰亮線，靈敏度較高。實(shí)驗(yàn)步驟：1測玻璃厚度取長方形待測玻璃樣晶，并豎放在讀數(shù)顯微鏡的載物臺(tái)上，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡的調(diào)焦輪，調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的上、下位置，使得從讀數(shù)顯微鏡的目鏡中，清晰觀察到玻璃側(cè)邊圖像，調(diào)整讀數(shù)顯微鏡目鏡中的十字叉絲豎線，使其與待測玻璃?側(cè)邊平行，并與瀆數(shù)顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)水平移動(dòng)方l甸相垂直

4、。轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測微調(diào)節(jié)輪，水平移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)，使目鏡中的t字叉絲豎線與被測透明玻璃一側(cè)邊重合，記錄螺旋測微系統(tǒng)上的主尺張副尺示值，即光學(xué)系統(tǒng)一側(cè)所在的位置D0：再轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測微調(diào)節(jié)輪，水平移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)，使目鏡中的十字叉絲豎線向被測玻璃樣品一側(cè)邊移動(dòng)，直至相重合，此時(shí)，記錄光學(xué)系統(tǒng)另一側(cè)所在的位置D，被測玻璃的厚度為D，測量數(shù)據(jù)記人表格1，重復(fù)上述操作6次。2測有待測樣品和沒有待測樣品時(shí)的物鏡位置差把讀數(shù)顯微鏡的物鏡換成長物距物鏡，在物鏡前安最一個(gè)平面反射鏡，使平面反射鏡與顯微鏡光簡保持45。夾角，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)方法如下：在載物臺(tái)上放置

5、一個(gè)物屏，用鈉光燈照亮物屏，轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡的瀾焦輪、螺旋測微調(diào)節(jié)輪以及平面反射鏡，使得在轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測微調(diào)節(jié)輪時(shí)，所觀察到物屏的像不會(huì)移動(dòng)位置；把待測透明玻璃堅(jiān)放在載物臺(tái)上，且處于平面反射鏡與物屏之間，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測微調(diào)節(jié)輪，水平移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)，記錄從目鏡中清晰觀察到物屏像時(shí)，記錄螺旋測微系統(tǒng)上的主尺和副尺指示，以表示光學(xué)系統(tǒng)物鏡所在的位置X0，填入表格2，把待測透明玻璃從載物臺(tái)上取下。接著轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋測微調(diào)節(jié)輪，水平移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)，從目鏡中清晰觀察到物屏像時(shí)，記錄螺旋測微系統(tǒng)上的主尺和副尺指示，以表示光學(xué)系統(tǒng)物鏡所在的位置X0，將其記入表格重

6、復(fù)步驟(1)、(2)6次。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)代入公式(3)汁算待測材料的折射率。3.3數(shù)據(jù)處理與分析表1測平板玻璃厚度D測量次數(shù)123456Di0/mmDi1/mmDi/mmD/mm由表1計(jì)算平板玻璃厚度得：D=表2測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)123456Xi1/mmXi0/mmXi/mmX/mm由表2計(jì)算得:X=將以上測量數(shù)據(jù)代入式（3）得:N=測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值比較參考文獻(xiàn)[1]楊宏汝.測量玻璃折射率的簡單方法.物理實(shí)驗(yàn),1993.方案二，最小偏向角法測定玻璃折射率實(shí)驗(yàn)原理：假設(shè)有一束單色平行光LD入射到棱鏡上，經(jīng)過兩次折射后沿ER方向射出，則入

7、射光線LD與出射光線ER間的夾角稱為偏向角，如圖3所示。????????圖3最小偏向角的測定??轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡，改變?nèi)肷涔鈱鈱W(xué)面AC的入射角，出射光線的方向ER也隨之改變，即偏向角發(fā)生變化。沿偏向角減小的方向繼續(xù)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡，使偏向角逐漸減??；當(dāng)轉(zhuǎn)到某個(gè)位置時(shí)，若再繼續(xù)沿此方向轉(zhuǎn)動(dòng)，偏向角又將逐漸增大，此位置時(shí)偏向角達(dá)到最小值，測出最小偏向角?？梢宰C明棱鏡材料的折射率與頂角及最小偏向角的關(guān)系式為實(shí)驗(yàn)步驟：1，對分光計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)2頂角的測量（1）自準(zhǔn)直法如下圖所示，用兩游標(biāo)來計(jì)量位置，分別稱為游標(biāo)1和游標(biāo)2，旋緊刻度盤下螺釘是望遠(yuǎn)鏡

8、和刻度盤固定不動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，是棱鏡AC面對望遠(yuǎn)鏡，記下游標(biāo)1的讀數(shù)和游標(biāo)2的讀數(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)游標(biāo)盤，再試AB面對望遠(yuǎn)鏡，記下游標(biāo)1的讀數(shù)和游標(biāo)2的讀數(shù)。游標(biāo)兩次讀數(shù)之差或者，就是載物臺(tái)轉(zhuǎn)過的角度，而且是角的補(bǔ)角。（2）棱脊分束法一束平行光由頂角方向射入，在兩光學(xué)面上分