测定玻璃的折射率 一、类型训练卷 1．(8分)测定玻璃的折射率的基本原理是用插针法确定光路找到跟入射光线相应的______________，用量角器量出测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率：_________________________。除了上述原理可以测量玻璃的折射率之外，根据______________只要测量出光在介质中速度v，也可以测量玻璃的折射率。如果测量出某单色光从玻璃射向空气的临界角为C，则该玻璃对此单色光的折射率____________________. 2．（6分）测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差应该注意的是（） A．玻璃砖的宽度宜大些 B．入射角应尽量小些 C．大头针应垂直插在纸面上 D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些 3．（6分）（’91全国）在《测定玻璃的折射率》的实验中对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与入射光线对应的出射光线。现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图的四组插针结果。（如图1所示）（1）从图上看，肯定把针插错的是。 （2）从图上看测量结果准确度最差的是。 4．（6分）用三棱镜做测定玻璃折射率的实验。先在白纸上放好三棱 镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察， 调整视线使P1的像被P2挡住。接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、 P4使P3挡住P1、P2的像。P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头 针位置和三棱镜轮廓如图18-2所示。 （1）在本题的图上画出所需的光路。 （2）为了测出棱镜玻璃的折射率， 需要测量的量是，______，在图上标出它们。 （3）计算折射率的公式______或_______。 5．（6分）在用插针法《测定玻璃的折射率》实验中，某同学正确在纸上 画出玻璃砖界面aa’，但画出的界面bb’比实际位置偏高，如图18-3所示。这样 再正确使用插针法，测出的折射率将偏（填“大”或者“小”）。 6．（6分）如图18-4所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的广口瓶中，从刻度尺上A和B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射后都沿直线CD传播，已知刻度尺上相邻两根长刻度线间的距离为1.0cm，刻度尺右边缘与广口瓶右内壁之间的距离d=2.5cm，由此可知，瓶内液体的折射率n=。 a’ b’图18-3 图18－1 甲乙丙丁 P1P2 P3 P4 图18-2
实验十四 测定玻璃的折射率 一、实验目的 测定玻璃的折射率 二、实验原理 如图1所示，abb ′a ′为两面平行的玻璃砖，光线的入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2 可以计算出玻璃的折射率． 图1 三、实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔． 四、实验步骤 1．用图钉把白纸固定在木板上． 2．在白纸上画一条直线aa ′，并取aa ′上的一点O 为入射点，作过O 的法线NN ′. 3．画出线段AO 作为入射光线，并在AO 上插上P 1、P 2两根大头针． 4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa ′对齐，并画出另一条长边的对齐 线bb ′. 5．眼睛在bb ′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P 1的像被P 2的像挡 住，然后在眼睛这一侧插上大头 针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，再插上P 4，使P 4挡住P 3和P 1、P 2的像． 6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P 3、P 4的针孔位置确定出射光线O ′B 及出射点O ′， 连接O 、O ′得线段OO ′. 7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2. 8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的sin θ1sin θ2 ，并取平均值． 五、误差分析 1．入射光线和折射光线确定的不准确性． 2．测量入射角和折射角时的误差． 六、注意事项
图2 图3 1．玻璃砖应选用厚度、宽度较大的． 2．大头针应竖直地插在白纸上，且间隔要大些． 3．实验时入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间． 4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线． 5．实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变． 记忆口诀 白纸上面画边缘，然后才放玻璃砖； 两针决定入射光，再插一针挡两像； 两针两像成一线，去砖画图是重点； 入射线，折射线，做出法线角出现； 入射角，折射角，不大不小是最好； 拿砖要触毛玻面，插针竖直做实验. 例1 一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的 (光线不能通过此表面)．现要测定此玻璃砖的折射率，给定的器 材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P 1、P 2、P 3、P 4)、带有刻度 的直角三角板、量角器．实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相 互平行的表面与纸面垂直．在纸面上画出直线aa ′和bb ′，aa ′表示镀银的玻璃表面，bb ′表示另一表面，如图2所示．然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P 1、P 2.用P 1、P 2的连线表示入射光线． (1)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P 3、P 4？试在题图中标出P 3、P 4的位置． (2)然后，移去玻璃砖与大头针．试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2.简要写出作图步骤． (3)写出用θ1、θ2表示的折射率公式n ＝________. 例2 实验室有一块长方体透明介质，截面如图3中ABCD 所 示．AB 的长度为l 1，AD 的长度为l 2，且AB 和AD 边透光，而 BC 和CD 边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收．现让一 平行光束以入射角θ1射到AB 面，经折射后AD 面上有光线射 出．甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率． (1)甲同学的做法是：保持射到AB 面上光线的入射角θ1不变，用一遮光板由A 点沿AB 缓慢推进，遮光板前端推到P 时，AD 面上恰好无光线射出，测得AP 的长度为l 3，则长方
TiO2—BaO—SiO2系统高折射率玻璃微珠的研制 摘要：以TiO2—BaO—SiO2系统为高折射率玻璃微珠的玻璃系统，采用X射线衍射、梯度炉、光学显微镜等测试手段探讨了玻璃微珠的析晶、成型方法和折射率的测定方法。结果表明，TiO2—BaO—SiO2玻璃系统随着TiO2／BaO摩尔比的增大，析晶倾向增大，所制得的玻璃微珠通过固体介质熔融比较法测得 2．0 《测量玻璃的折射率》学习材料 【教学目的】 1．测定一块玻璃砖的折射率； 2．验证光的折射定律。 【实验器材】 1块矩形玻璃砖、刻度尺、量角器、1张8开白纸、4枚大头针、1块木板、铅笔 【实验原理】 用两面平行的玻璃砖来测定玻璃的折射率。当光线斜入射进入两面平行的玻璃砖时，从玻璃砖射出的光线的传播方向是不变的，出射光线跟入射光线相比只有一定得侧移。只要我们找出跟某一入射光线对应的出射光线，就能求出在玻璃中对应的折射光线，从而求出折射角。再根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率n=sin i /sin r 。 插针法确定光路的基本原理：当后两枚大头针与前两枚大头针在玻璃中的虚像处于同一视线上时，四枚大头针处于同一光路上。 【实验步骤】 1、把白纸用图钉固定在木板上。 2、在白纸上画一条直线aa '作为界面(如图所示)，过aa '上一点O 作垂直于aa '的直线NN ′作为法线，过O 点画一条入射光线AO ，使入射角i 适当大些。 3、在AO 线上竖直地插两枚大头针1P 、2P ，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa '重合。 4、沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb '。 5、在玻璃砖的bb '一侧白纸上竖直地立一枚大头针3P ，调整视线，同时移动3P 的位置，使3P 恰好能同时挡住1P 、2P 的像，把大头针3P 竖直插在此时位置。 6、同样，在玻璃砖bb '一侧再竖直地插一枚大头针4P ，使4P 能挡住3P 本身，同时也挡住1P 、2P 的像。 7、移去玻璃砖，拔去大头针，过3P 、4P 做一条直线BO '交bb '于O '点，连接OO '， OO '就是入射光线AO 在玻璃砖内的折射光线，折射角为r 。 8、用量角器量出入射角i 和折射角r 的大小。 9、改变入射角i ，重复上面的步骤再做三、四次。 10、算出不同入射角时，n =sin i /sin r 的值，求出几次实验中n 的平均值就是玻璃的折射率。（或图像法求折射率:用sin i 表示纵坐标，用sin r 表示横坐标，则图线的斜率就是玻璃的折射率。） 注：遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）； 【记录数据】 数项值 次数 1 2 3 入射角i 折射角r sin i sin r n =sin i /sin r 【注意事项】 1、玻璃砖应选择宽度较大的(一般要求5cm 以上)，以减小确定光路方向时出现的误差，提高测量的准确度。 2、操作时不要用手触摸玻璃砖的光滑光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线，以免损坏玻璃砖的光学表面。（先在白纸上画直线作为玻璃砖的界面，再画玻璃砖的另一界面时，对齐玻璃砖的另一长边，用大头针确定两点，并以此两点画直线bb '作为玻璃砖的另一界面。） 3、大头针应垂直地插在纸上，同侧两针之间的距离要稍大些； 课程论文 题目：对玻璃折射率测定方法的探究 班级：2010级物理学本科班 姓名： 学号： 指导老师： 对玻璃折射率测定方法的探究 摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。 关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。 引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。 实验方法： （一） 最小偏向角法： 1. 实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。 2. 实验原理： （1）将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率n ．测量原理见图1，光线α代表一束单色平行光，以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上，经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来，成为光线t .经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示，δ称为偏向角．由图1可知δ＝(i 1－i 2)＋(i 4－i 3)＝i 1＋i 4－A ．此式表明，对于给定棱镜,其顶角 A 和折射率n 已定，则偏向角δ随入射角i 1而变，δ是i 1的函数. （2）用微商计算可以证明，当i 1＝i 4或i 2＝i 3时，即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用δm 表 示.此时，有i 2＝A /2， i 1＝(A ＋δm )/2，故2 2m A A n sin sin δ+=。用分光计测出棱 镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n ． 3.实验内容： 3.1棱镜角的测定 图1 置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数''1212,,,V V V V ，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A 的两倍。 3.2最小偏向角的测定 （1）将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。 （2）刻度内盘固定。缓慢转动载物台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察。 （3）当载物台转到某一位置，该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物台，可看到谱线反而往相反的方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。 （4）反复实验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录此时分光计的读数12,V V 。 （5）转动载物台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为 ' ' 12V V 和。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2 倍，即 '' 1122()/4m V V V V δ=-+- 4.实验数据记录 表2：最小偏向角 一 用最小偏向角法测棱镜玻璃折射率 【实验目的】 1．进一步熟悉分光计调节方法； 2．掌握三棱镜顶角，最小偏向角的测量方法。 【实验仪器】 JJY 型分光计、低压钠灯、平面反射镜、等边三棱镜。 【实验原理】 一束平行的单色光，从三棱镜的一个光学面（AB 面）入射，经折射后由另一光学面（AC 面）射出，如图5.11.1所示。入射光和AB 面法线的夹角i 称为入射角，出射光和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，当入射角i 等于出射角i '时，入射光和反射光之间的夹角δ最小，称为最小偏向角m in δ。 由图5.11.1可知)''()(r i r i -+-=δ，当'i i =时，由折射定律有'r r =，得 )(2min r i -=δ (5.11.1) 又 因 A A G r r r =-π-π=-π==+)(2' 所以 = r 2 A (5.11.2) 由式（5.11.1）和式（5.11.2）得 2 min δ+= A i 由折射定律有 2 sin 2sin sin sin min A A r i n δ+== (5.11.3) 由式（5.11.3）可知，只要测出最小偏向角min δ（顶角已知），就可以计算出棱镜玻璃对该波长的折射率。 图5.11.2 测最小偏向角示意图 A B C A i i ' r r ' 12δ① ②图5.11.1 【实验内容】 1．正确调整分光计，使其满足实验要求（参阅§3.9） 2．测定玻璃三棱镜对钠光黄光的最小偏向角 如图5.11.2所示，旋载物台，使一光学面AC 与平行光管入射方向基本上垂直。当一束钠黄单色光从平行光管发出平行光射向三棱镜AB 光学面，经过三棱镜AC 光学面折射出来，望远镜从毛面BC 底边出发，沿着逆时针旋转，会看到清晰的狭缝像，说明找到折射光路。此时转动小平台连同棱镜，观察狭缝像运动状态，如果向右移动，偏向角δ变小。再转小平台狭缝像会走到一定位置转折，使δ偏大，此转折点即为该光谱线的最小偏向角位置，把望远镜对准这个转折点，记录下来，为m in T 、min 'T 。然后使望远镜对准入射光（平行光管位置），读取方位为0T 与0'T ，则最小偏向角 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 3．计算棱镜折射率 ]''[2 1 0min 0min min T T T T -+-=δ 平均== δ- - n min 4．不确定度计算（绝对不确定度传递公式） min 22min 22)22()( δδ?+???=?n a n a n 5．结果表示 n n n ?±=- 【注意事项】 一、概况 前景分析：高折射率玻璃微珠生产的反光材料具有良好定向回归反射性能，无须消耗能源。全世界反光材料的玻璃微珠用量超过50000吨/年，我国为8000吨/年左右。 技术水平：高折射率玻璃微珠初期采用一次成型法，存在拉丝、抱团、析晶比例高等缺陷，优点是对玻璃成分要求低，能耗低。随着反光膜生产技术的成熟，一次成型法已难以满足要求，火焰漂浮法（二次成型法）生产的玻璃微珠粒径可调，成品率>90%，可生产多种类型的玻璃微珠。不足之处是对高折射率玻璃的析晶性能要求较高 应用领域：主要有两类：折射率=1.9的，主要用于生产高亮级反光膜、反光服装、反光油墨、反光漆等；折射率>2.1的（超高折射率微珠），主要用于生产工程级反光膜、汽车牌照等。 光学用玻璃微珠，是玻璃工业的一种特种玻璃产品，它具一定的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和完整、均匀、流动性好的特点。其最独特性能是具备玻璃原有的透明度；有着定向反光的回归性能（即：折射率好），特别是用不同于常规玻璃原料制成的高折射率玻璃微珠的应用范围比普通型微珠宽广得多，除了用作高速公路和飞机场的划线漆和各种公路标志板外，还可制成反光服装、反光雨具、交通警夜间值勤用的反光袖等。可大大减少夜间或雨雾天的交通事故，早在六十年代美国政府制定的“联邦公路条例”规定，公路车道线、交通标志、路标、路牌等，在车灯照射下必需到达规范的发光指标，提高交通标志的能见距离，适应高速公路需要。认为这是减小交通事故的最经济有效的方法。“海上国际救生组织”也早有规定；所有船只用救生圈套、救生艇、救生衣等一切救生器材和相应的航标标志都必需用高折射率玻璃微珠制成的反光材料标志符号。以便在夜间及雨雾天营救时空中直升飞机和海上救生艇只可用灯光及时发现目标。此致以外，采用高折射率玻璃微珠制成其他的反光材料也大量应用于其他工业，例：石油开采的大型井架、电视塔、电影银幕、公共场所的大型广告牌等，是一种多行业广泛应用的基础材料。 二，生产工艺 在玻璃微珠成球前必须具有上述高折射率玻璃光学玻璃性能的玻璃料提供生产。目前国内的绝大多数生产厂家均采用铂金坩埚生产法生产该类玻璃原料。每生产45Kg该玻璃料，需用8~10Kg左右的铂金坩埚采用几千瓦的钼电极经过几小时的加热才能获取。每生产一吨类似的玻璃料其铂金损耗要高达到8~10%左右。使产品的生产成本相当昂贵。类似用铂金坩埚生产法生产高折射率玻璃微珠产品的国内大约有几十家。由于产量低、成本高。已远远满足不了目前市场的需求。应用相应由特种耐火材料组成的全电熔窑替换现有用铂金坩埚生产高折射率的玻璃水淬料供给其他生产厂生产玻璃微珠的生产技术。现经多年的不断摸索和努力已开发成功。单条生产线的日产量是单台铂金坩埚窑的5~6倍。使原有用铂金坩埚的生产法的生产厂家获得了较大的经济效益。该类产品均以 Bao-SiO-TiO或PbO-SiO2-Na2O系列的特种光学玻璃组成，不同系列玻璃的组成直接与电熔窑的所用材质和配置电功率均有关系。国内生产该类玻璃微珠的相应配方有五、六种以上。我们可以根据各种厂家现有的生产要求和玻璃组成的性能 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=2 1 sin 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 1 8、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 2 1 sin 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： ，量角器（或圆规、三角板），刻度尺 ⑴在图上画出所需的光路． ． 点为圆心、 连线的延长线于C点， 则甲同学测得的 偏大”“偏小”或“不变”） ．在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中： 甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa ′和bb ′后，不小心碰了玻璃砖aa ′方向平移了少许，如图甲所示．则他测出的折射率将__________ 选填“偏大”“偏小”或“不变”)； ．在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用插针法找出与入射光线对应的出射光线，现在甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插看，肯定把大头针插错了的同学是从图上看，测量结果准确度最高的同学是______． 2010福建）19．（1）（6分）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的12θθ、表示）；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_____（填“大”或“小”璃砖来测量。 、一些具体问题，下列说法正确的是（ ) 为了减少作图误差，P 3和的距离应适当取大些 为减少测量误差，P 1、P 2与玻璃砖界面的夹角应取大一些的位置.然后，移去玻璃砖与大头针的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角θ1与折射角θ2n ＝____________________. 如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的宽的玻璃平板上方的空气中有一点光源S ，从点光入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与光在玻璃中传播的时间相等， 2 学生实验:测定玻璃的折射率 知识点一实验步骤、注意事项和误差分析 1．为了使测量结果更精确可以采取的办法是()． A．多次测量取平均值 B．插针间距适当大些 C．插针间距尽量小些 D．入射角尽量大些 2．测定玻璃砖折射率的实验如图4-2-5所示，把玻 璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三 条直线，它们分别是______、______、________， 最后按正确的要求插上大头针P3、P4，由P3、P4 的位置决定了光线________的方位，从而确定了 折射光线________的方向． 3．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图4-2-6中①②③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则这三位同学测得的折射率与真实值相比分别有何变化？ 4．(2012·重庆卷，22)如图4-2-7甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触． 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔 a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像， 但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图4-2-7乙所示．计算折射率时，用________(填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(填“d”或“e”)点得到的值误差较小． 5．某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好圆柱形玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图4-2-8所示． (1)在图上画出所需的光路． (2)为了测量出玻璃砖的折射率，需要测量的物理量有________(要求在图上标 出)． (3)测出的折射率n＝________. 知识点二数据处理 6．在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算．根据他们设计的表格所反映的信息，判断他们做的是否正确． 甲同学设计的表格是： 次数入射角 θ1 sin θ1 折射角 θ2 sin θ2n n 130°0.50020.9°0.357 1.40 1.40 245 °0.70730.5°0.508 1.39 360°0.86638.0°0.616 1.41 测定玻璃砖折射率误差的分析 湖北 应城一中 何飞 432400 测定玻璃砖折射率是高中物理选修模块几何光学中考查的实验，该实验操作并不复杂，但是学生在实验中不细心，对实验理论掌握不透彻等因素的影响，造成实验误差的现象比比皆是.由于本实验中先要画出与玻璃砖等宽的平行边界线，然后将玻璃砖放入平行界线中间，并且在后面的实验过程中玻璃不能移动，所以玻璃砖的移动是造成本次实验误差的重要因素，学会如何分析这些原因的形成，有利于指导我们的实验.本文从折射率的定义出发，通过详细的作图分析，深入挖掘形成误差的原因并总结规律. 一、偏大型 一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度小于玻璃砖的厚度.作图1分析如下： P 3、P 4是用插针法画出的出射光线，交玻璃砖的下表面于O 1，交所画界线bb '于O 2，则 O 1点为真实的出射光线和玻璃砖的交点，O 2为出射光线和所画有误界线的交点。连接O 1O 2，则光线O 1O 2为真实的折射光线，光线OO 2是实验者认为的折射光线，实则为有误差的折射光线.所以r 2为真实的折射角，r 1为有误差的折射角. 由折射率的定义： 2 sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 12 12 sin sin r r r r <∴< n n ∴>测真 即测量结果偏大. 图1 如图2所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，致使aa'和bb'的间距小于玻璃砖的厚度；如图3所示，上边界aa'画得低于玻璃砖的上表面，同时下边界bb'画得高于玻璃砖的下表面，致使aa'和bb'的间距也小于玻璃砖的厚度。在这两种情况中，测量结果均偏大. 二、偏小型 一条边界线与玻璃砖上表面对齐，另一条边界线没有对齐玻璃砖的下表面，使得两边界线宽度大于玻璃砖的厚度.作图4分析如下： P 3、P 4是用插针法画出的出射光线，O 1是出射光线和界线bb'的交点，反向延长与玻璃砖下表面的交点为O 2，连接OO 1和OO 2，则光线OO 1为有误差的折射光线，光线OO 2为真实的折射光线. r 1为有误差的折射角，r 2为真实的折射角. 由折射率的定义可知： 2sin =sin i n r 真 1sin =sin i n r 测 21 21 sin sin r r r r <∴< n n ∴<测真 图 2 图 3 图 4 图 5 图6 光学用玻璃微珠，作为玻璃工业的一种新产品。它具一定的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和园整、均匀、流动性好的特点。其最独特性能是具备玻璃原有的透明度，有着定向反光的回归性能（即：折射率好）。特别是用不同于常规玻璃原料制成的高折射率玻璃微珠的应用范围比普通型微珠宽广得多，除了用作高速公路和飞机埸的划线漆和各种公路标志板外，还可制成反光服装、反光雨具、交通警夜间值勤用的反光袖等。可大大减少夜间或雨雾天的交通事故。早在六十年代美国政府制定的“联邦公路条例”规定，公路车道线、交通标志、路标、路牌等。在车灯照射下必需到达规范的发光指标，提高交通标志的能见距离，适应高速公路需要。认为这是减小交通事故的最经济有效的方法。“海上国际救生组织”也早有规定，所有船只用救生圈套、救生艇、救生衣等一切救生器材和相应的航标标志都必需用高折射率玻璃微珠制成的反光材料标志符号。以便在夜间及雨雾天营救时空中直升飞机和海上救生艇只可用灯光及时发现目标。此致以外，采用高折射率玻璃微珠制成其他的反光材料也大量应用于其他工业，例：石油开采的大型井架、电视塔、电影银幕、公共场所的大型广告牌等。 由于市埸需求量的扩大。国内多家光学玻璃材料有限公司拟从原有的铂金坩埚生产法扩大至电熔窑生产。并委托我公司进行该项目的组织和实施。按目前有些光学玻璃材料有限公司的情况，现以铂金坩埚生产法生产折射率为1.93±0.01的玻璃水淬料供应给其他生产厂生产玻璃微珠。以折射率为1.93±0.01的高折射率玻璃微珠产品的性能要求，该类产品是以B a O-S i O-T i O或PbO-S i O2-Na2O系列玻璃组成，不同系列玻璃的组成直接与电熔窑的所用材质和配置电功率均有关系。国内生产该类玻璃微珠的相应配方有五、六种以上。按我公司在国内所承揽的唯一生产高折射率玻璃微珠电熔窑是生产B a O-S i O-T i O系列玻璃为主。 评分：大学物理实验设计性实验实验报告 实验题目：用迈克尔逊干涉仪测量玻璃的折射率 班级：电信06-1 姓名：林清伟学号：21 指导教师：方运良 茂名学院技术物理系大学物理实验室 实验日期：2007年11月29 日 《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片折射率》实验提要 实验课题及任务 《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片厚度》实验课题任务是：根据玻璃的折射率比空气大，当玻璃片加到一个光路中时，必产生一光程差l ?，这个光程差会造成中央条纹会发生位移的现象，根据这一特定的光学现象和给定的仪器，设计出实验方案，测定玻璃的折射率。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用迈克尔逊干涉仪测玻璃片的折射率》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按撰写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 测量5组数据，测量玻璃的折射率n 。 ⑷ 应该用什么方法处理数据，说明原因。 ⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 有关提示 若用白光作光源，在一般情况下，不出现干涉条纹。进一步分析还可看出，在2M 、1'M 两面相交时，交线上0=d ，但是由于1、2两束光在半反射膜面上的反射情况不同，引起不同的附加光程差，故各种波长的光在交线附近可能有不同的光程差。因此，用白光作光源时，在2M 、1'M ，两面的交线附近的中央条纹可能是白色明条纹，也可能是暗条纹。在它的两旁还大致对称的有几条彩色的 插针法测定玻璃砖的折射率 实验题目：插针法测定玻璃砖的折射率 实验目的：应用折射定律测定玻璃的折射率，加深对折射定律的理解。 实验器材：玻璃砖、钢直尺、大头针、量角器或圆规、图板、图钉、白纸。 实验原理：当光斜射入两面平行的玻璃砖时，由于r=∠OO′M，又由折射定律可得i=∠A′O′b′，故OA和O′A′平行，即从玻璃砖射出的光线与入射光线平行，只是产生一定的侧移，如图1所示，只要确定入射光线和射出光线的方向，就能用量角器测出入射角i和折射角r，从而由求出折射率。 图1 图2 如图2所示，要确定通过玻璃砖的折射光线，通过插针法找出跟 入射光线对应的出射光线，就能求出折射光线和折射角．再根据折射定律就可计算玻璃的折射率： 。 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作为玻璃砖的上界面，画一条线段 作为入射光线，并过点画出界面的法线； 3、把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟严格对齐， 并画出玻璃砖的另一个长边； 4、在线段上竖直地插上两枚大头针、； 5、在玻璃砖的一侧竖直地插上大头针，调整眼睛观察的视线， 要使恰好能挡住和在玻璃砖中的虚像； 6、用同样的方法在玻璃砖的一侧再插上大头针、使能同 时挡住本身和、的虚像； 7、记下、的位置，移去玻璃砖和大头针．过、引直线 与交于点，连接、，就是入射光在玻璃砖内的折射光线的方向，入射角=∠ ，折射角=∠ ； 8、用量角器量出入射角和折射角； 9、从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里； 10、用上面的方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里； 11、计算出不同入射角时的值，比较一下，看它是否接近一个常数，求出几次实验中 测的的平均值，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两个边 、； 玻璃微珠 玻璃珠是经玻璃砂烧制而成。玻璃珠按大小来分可以分为玻璃微珠（玻璃微珠是玻璃珠的一种,指粒径为1毫米以下的实心球体）和玻璃珠。按用途分可以分为反光用玻璃珠,喷砂喷丸用玻璃珠,研磨用玻璃珠,填充用玻璃珠.其中反光用玻璃珠又可分为安全防护类反光玻璃珠和银幕用玻璃珠；按折射率来分，又可分为普通折射率和高折射率玻璃珠。一般折射率为1.5-1.64之间，高折射率一般在1.8-2.2。如果作为反光用最为适合的是1.93折射率的玻璃珠，这个折射率可以完美折射回平行光线，所以不是折射率越高反光效果最好。按形状来分又可分为规则玻璃珠和不规则玻璃珠。按颜色来分也可以分为彩色玻璃珠和无色透明玻璃珠。我们先说说道路反光用玻璃珠。 道路用反光玻璃微珠 道路反光玻璃珠是一种以玻璃砂（废玻璃）为原料经高温融熔后而形成的一种细小的玻璃圆珠，在显微镜下观察为球状、无色、透明，折射率为1.50-1.64之间，直径一般在75微米至1400微米之间．所以也叫反光用玻璃微珠。目前在国内主要的生产道路反光玻璃珠的工艺是火焰飘浮法和电热熔融法。 道路反光玻璃微珠作为道路标线（漆）中的反光材料，能改善路面标线涂料逆反射性能，提高夜间行车的安全性，已为各国交通部门予以确定。当汽车夜间行驶时，车灯照在带有玻璃微珠的道路标志线上，可使车灯的光线又平行反射回来，从而使司机看清前进方向，提高了夜间行车的安全性。现在，反光玻璃微珠已经成为了道路安全产品中不可代替的反光材料． 道路用反光玻璃微珠，主要应用在常温型、热熔型道路标线涂料中，一种作为预混材料，可保证标线在寿命期限内长期反光;一种在标线施工时表面撒布，可起到即时反光效果。 镀膜玻璃微珠分为两种,一种作为公路反光,一种作为银幕用反光.镀膜玻璃微珠是利用一种高性能的有机材料对玻璃微珠进行外处理，使得玻璃微珠表面吸附空气中的灰尘现象减弱。由于镀膜微珠珠含有特定的偶联剂，改善了微珠和涂料的粘结力能防止部分细小玻璃微珠沉积到涂料中。由于其功能的可浮性，使用时漂浮在涂料表面，它具有最大的表面积，可以增加30％以上的利用 博立中学高二年级（下）物理（教案） 编号03 第1节 光的反射和折射（第2课时） 实验：测定玻璃的折射率 制作人：张 杰 审核人：高二年级组 日期：2014年5月20日 【实验目的】测定玻璃的折射率 【实验原理】光从真空（空气）射入玻璃时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值 【实验仪器】玻璃砖、大头针、白纸一张、直尺、铅笔、量角器 【实验步骤】 按照图13-1-9： （1）先在白纸上画一条直线aa′作为界面，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，然后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bb′； （2）在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住，再在观察的这一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置； （3）移去大头针和玻璃砖，过P 3、P 4引直线O′B ，与bb′交于O′，直线O′B 就代表了沿AO 方向入射的光线透过玻璃砖后的传播方向，连接OO′，OO′就是折射光线的方向，入射角i=∠AON ，折射角r=∠O′ON′； （4）用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记入自己设计的表格里； （5）用上面的方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°、75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里； （6）算出不同入射角的 r i sin sin 的值，比较一下，看它们是否接近于一个常数，求出几次实验中测得的r i sin sin 的平均值，就是玻璃的折射率. 【实验结论】探究结论：通过实验探究，可以发现，当入射角分别取不同值时，折射角也不同，但r i sin sin 的值近似相等，所以说介质对光的折射率的大小由介质本身的性质决定，与入射角和折射角的大小无关. 【注意事项一】 （1）玻璃砖的折射面必须画准确，才能确定法线，准确地画出入射角和折射角； （2）实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上AB 、BO 、CD 之间、CO'之间距离要稍大一些； （3）入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差； （4）实验过程中玻璃砖与白纸的位置都不能改变，不要用手触摸玻璃砖光洁的光学面； 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。 【数据处理】 实验报告测量玻璃折射 率 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 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=2 1sin 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 1 8、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 2 1 sin 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。实验测量玻璃的折射率
玻璃折射率的测量方法
玻璃折射率的测定
高折射率玻璃微珠市场调查报告
实验报告测量玻璃折射率
学案实验：测定玻璃砖的折射率
学生实验测定玻璃的折射率
测定玻璃砖折射率误差的分析
光学用玻璃微珠
《用迈克尔逊干涉仪测量玻璃折射率》
插针法测定玻璃砖的折射率(精)
道路用反光玻璃微珠
测定玻璃的折射率(教案三)
实验：测定玻璃砖的折射率(有空)
实验报告测量玻璃折射率
相关主题
文本预览