透明玻璃折射率的小角度反射率法和布儒斯特角法测量

测量玻璃折射率的方法简介玻璃折射率是指光线从空气中射入玻璃时，光线的传播方向发生弯曲的程度。

测量玻璃折射率是一个重要的实验技术，在材料科学、光学领域以及工业应用中具有重要的意义。

本文将介绍一些常用的测量玻璃折射率的方法。

相关理论知识在测量玻璃折射率之前，我们需要了解一些相关的理论知识。

折射定律折射定律是光线通过两种介质的界面时，入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系。

根据折射定律可以得出以下公式：sini sinr =n2 n1其中，n1和n2分别为两种介质的折射率，i为入射角，r为折射角。

光程差光程差指光线在两个不同介质中传播时所经过的路径长度之差。

对于任意一段光程差Δx，可以表示为：Δx=n⋅d其中，n为介质的折射率，d为光线从入射介质到达出射介质的厚度。

测量方法下面将介绍几种常用的测量玻璃折射率的方法。

斯涅尔法原理斯涅尔法是利用折射定律测量玻璃折射率的一种方法。

当光线从空气射入玻璃时，根据折射定律可以得到以下公式：n=sini sinr若设玻璃板的厚度为d，入射角为i，在玻璃板内光线传播的距离为L，则可以得到光程差Δx为：Δx=nd=iL通过测量光程差Δx和厚度d，再根据入射角i的变化，可以得到多个光程差Δx和对应的入射角i。

从而可以描绘出折射率与入射角之间的关系曲线，进而得到玻璃的折射率。

测量步骤1.准备一块厚度已知的玻璃样品。

2.设计一套斯涅尔测量装置，包括光源、准直器、分光仪、望远镜等。

3.将光源射入准直器，并通过分光仪准直出来的光线。

4.将准直后的光线照射到玻璃样品上，通过调节望远镜观察到出射光线的角度。

5.测量不同入射角下的光程差Δx和对应的入射角i。

6.根据公式Δx=nd=iL计算出折射率n。

干涉法原理干涉法是利用光的干涉现象测量玻璃折射率的方法。

当光线从空气射入玻璃时，由于光在不同折射率的介质中传播时速度不同，会产生光程差。

当光线从玻璃中出射后，再次进入空气，也会产生光程差。

基于布儒斯特定律的分光仪测量玻璃折射率实验王中林【摘要】ThecommonmethodofmeasurementofrefractiveindexofopticalmaterialsAbb etotalre -flectionmethod,spectrometerminimumdeviationanglemethod.Thearticledes cribesanewexperi -mentalmethodofmeasuringtherefractiveindexinthespectrometer,theuseofBr ewster ' slaw,andre -latedmeasurementdata.% 光学材料折射率测量的常见方法有阿贝折射仪全反射法，分光仪最小偏向角法等。

本文描述了运用布儒斯特定律在分光仪上测量折射率的新实验方法，并得到相关测量数据。

【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】3页(P55-57)【关键词】布儒斯特;分光仪;折射率【作者】王中林【作者单位】武汉软件工程职业学院,湖北武汉430205【正文语种】中文【中图分类】O436.1如图1所示，当光射到两种介质表面发生反射时，其反射光电矢量与入射光电矢量有如下关系：。

其中Eis、Ers为垂直于入射面的入射、反射光电场分矢量，Eip、Erp为平行于入射面的入射、反射光电场分矢量。

当满足条件θr＋θt＝90°，即入射光与折射光垂直时，反射光只剩与入射面垂直的电场分量的线偏光。

上述称为布儒斯特定律［1］。

在光学实验室里运用布儒斯特定律，通过测量光对介质的布儒斯特角来测量介质的折射率是一种相对简单，误差较小的方法。

本文利用分光仪的精密测角功能及布儒斯特定律对玻璃折射率进行测量，并得到测量结果。

1.1 实验设备及仪器FGY-01型分光仪一个；低压钠灯一套；He-Ne激光器一套；平行平面镜一块；扩束镜一个；已知透振动方向的偏振片一片；短光具座及支架若干；光电倍增管测量系统一套。

透明材料折射率的测量方法引言：透明材料的折射率是衡量其光学性质的重要参数，它对于材料的设计和应用具有深远的影响。

本文将介绍一些常见的透明材料折射率测量方法，包括光干涉法、菲涅尔反射法和椭偏法。

光干涉法：光干涉法是一种常用的测量材料折射率的方法。

它基于光的干涉现象，通过测量光波传播过程中产生的干涉图样，推导出材料的折射率。

光干涉法可分为两种主要类型：驻波法和干涉仪法。

驻波法是一种相对简单的光干涉法，它利用平行光束在透明材料中反射后形成的驻波图样，通过测量驻波图样的空间周期和波长，计算出材料的折射率。

这种方法通常需要对样品进行精细加工和反射镀膜处理，以保证光束的平行性和表面的反射特性。

干涉仪法是一种更为精确和全面的光干涉测量方法。

其原理基于干涉仪的构造和运行机制，利用干涉图样的变化来推导出材料的折射率。

常见的干涉仪包括马赫-曾德尔干涉仪和迈克耳孙干涉仪。

建立在光学干涉理论基础上的这些仪器，可以实现高精度和高分辨率的折射率测量。

菲涅尔反射法：菲涅尔反射法是另一种常用的测量透明材料折射率的方法，它利用菲涅尔反射定律来推导出材料的折射率。

该定律指出，入射角和折射角之间的关系可以通过测量反射光的强度来确定。

菲涅尔反射法通常使用自由空间中的平行光束照射到透明材料的表面上，利用反射光和入射光之间的相位差和反射系数的关系，计算出材料的折射率。

这种方法适用于各种透明材料，包括固体、液体和气体。

椭偏法：椭偏法是一种用于测量透明材料折射率的非常灵活和准确的方法。

它基于光在透明介质中的传播速度与材料折射率之间的关系，通过测量光波在材料中的相位差来计算出折射率。

椭偏法主要利用椭偏仪和相位差测量装置进行实验。

椭偏仪通过旋转极化片和检偏片，将入射光转换为线偏振光，并测量光波的偏振状态。

相位差测量装置则用于测量光波在透明材料中传播的相位差，进而计算出折射率。

这种方法适用于各种类型的透明材料，包括有机材料、无机材料和复合材料。

总结：透明材料的折射率测量是光学研究和应用中的基础工作之一。

布儒斯特定律测折射率用布儒斯特定律测量透明介质折射率 1.实验目的1.观察光在界面上反射和折射时，发生的偏振现象；2.利用布儒斯特定律测量介质的折射率。

2.实验原理2.1光的偏振状态[5]光是一种电磁波,是横波,它的电矢量E和磁矢量 H相互垂直,且垂直于光的传播方向 C（图2.1-1）,偏振现象是横波所独有的特征。

在研究光现象时,通常将 E叫做光矢量,E 的振动叫做光振动。

图2.1-1在光的传播过程中,如果光矢量 E 始终在一个固定的平面沿一个固定的方向振动,这种光称为线偏振光或平面偏振光。

在垂直于传播方向的平面内,沿各方向振动的光矢量的分布各项均匀,而且各方向光振动的振幅都相同,这种光称为自然光。

光的电矢量在某个方向上出现的几率大于其他的方向,即在较长的时间内电矢量在某个方向上较强,这样的光称为部分偏振光。

如图 2.1-2 所示。

偏振光自然光部分偏振光图 2.1-22.2光在界面上反射和折射时,发生的偏振现象及布鲁斯特定律自然光在两种媒质的分界面上反射和折射时,反射光和折射光都将成为部分偏振光,在特定的情况下,反射光有可能成为完全偏振光。

例如,自然光射到玻璃界面上的反射和折射情况。

现在将自然光分解为两个振幅相等的分振动:其一和入射面入射光与界面法线方向构成的平面垂直,在图 2.2-1中用黑点表示与入射面垂直的振动;其二和入射面平行,在图中用短线表示和入射面平行的振动。

黑点和短线的多少形象地表示上述两个分振动所代表的光波的强弱光波的强弱和振幅平方成正比,在自然光中,黑点和短线是均匀分布的。

根据布儒斯特定律[2],当以布儒斯特角i0入射时,反射光为线偏振光只有垂直于入射面的振动,而折射光为部分偏振光平行于入射面的振动占主要成分,如图 2.2-1。

i0也称为起偏角。

根据布儒斯特定律，有：tan感谢您的阅读，祝您生活愉快。

透明固体折射率的测量及在生活中的应用一：利用已有实验条件，测量透明固体的折射率有以下几种方法：1.用阿贝折射仪侧物体折射率阿贝折射仪利用全反射原理。

能测定透明、半透明液体或固体的折射率n D 和平均色散n F －n C 的仪器（其中以测透明液体为主），如仪器上接恒温器，则可测定温度为0℃－70℃内的折射率n D 。

优点：采用目视瞄准，光学度盘读数，操作简单，使用方便准确度（n D ）较高误差率 ：±0.00002。

缺点：测量透明固体折射率时需将待测样品加工成规格形状平行六面体，将一个大面磨平抛光，是折射率测量范围有限（n D ）：1.3000-1.70002. 利用迈克尔干涉仪测透明介质的折射率利用光通过介质，透射光的相位发生变化与折射率密切相关的原理来测定折射率的方法。

操作简便：① 以钠光为光源调出等倾干涉条纹。

② 移动M2镜，使视场中心的视见度最小，记录M2镜的位置；在反射镜前平行地放置玻璃薄片，继续移动M2镜，使视场中心的视见度又为最小，再记录M2镜位置，连续测出6个视见度最小时M2镜位置。

③ 用逐差法求光程差Δd 的平均值，再除以该透明介质的厚度，就是折射率了3. 率利用最小偏向角法测介质折射率利用分管以最小偏向角法测透明固体折射率对物体折射率没有限制，但前提是该介质能做成棱镜，且对棱镜的光学要求较高，故操作尚有难度。

1．按《光学实验基础知识》，对分光仪进行调整2．测量三棱镜的顶角 3.用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率()⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎦⎤⎢⎣⎡+==2sin 2sin sin sin min 21ααδi i n　准直法测三棱镜顶角——图135２——图35二．与折射率有关的因素1）折射率与介质的电磁性质密切相关.。

不同的介质有不同的电磁性质，其折射率的的大小与该介质的相对电容率和相对磁导率密切相关。

2）折射率还与波长有关，不同波长的光在同一介质中的折射率不同，形成色散现象。

玻璃折射率的测定一、实验任务：测定玻璃折射率二、要求：实验前认真查阅资料，要求设计6种以上测量方法，画出相应的原理图，写出实验设计方案。

三、实验方案㈠作图法测玻璃的折射率“插针法”测玻璃的折射率是中等物理教学中传统的实验方法，由于大头针有一定粗细，在不太长的距离内其粗细无法忽略，加之插针时由于木板或桌面较硬，难以保证针与纸面垂直，常常产生针位偏移，这将直接影响观测的准确性，导致实验结果误差较大。

受教学参考读物的启示，现提出作图法供参考。

实验器材玻璃砖、三角板、圆规、铅笔、白纸。

实验步骤1．在白纸上画直线作入射界面，如图1所示，过上的一点作界面的法线，并画有向线段作入射线，则为入射角；2．将玻璃砖放在纸上，使其一边与界面重合，再在玻璃砖另一侧放一三角板，使三角板的一个角紧靠玻璃砖的另一界面，透过三角板的边观察入射线，并调整三角板位置使边与线起来成一条直线，如图1所示，用铅笔尖记下角的顶点位置，移走玻璃砖作有向线段，即为在玻璃砖中的折射线，折射角，如图2所示：3．以为圆心，单位长为半径，用圆规作单位圆交的延长线于，用三角板过作的垂线交于，如图3所示，则长度就是玻璃的折射率的数值。

实验结果分析∵，又，∴。

作图法所用材料学生可自备，学校仅提供玻璃砖即可，对基层学校可在教室中完成实验，又可免去查表与计算。

㈡插针法实验原理：光线射向底面平行的玻璃砖后将在玻璃砖内发生偏转，而出射光线与入射光线平行。

由插针法可以确定入射光线与出射光线的路径，而由光线在玻璃砖底面上的入射点和出射点可以确定光线在玻璃砖内的传播路径，从而能测出光线射向玻璃砖的入射角i和在玻璃砖内的折射角i′，由n＝sini／sini′即能求出玻璃的折射率。

实验仪器：玻璃砖（J2506型），钢直尺，大头针，量角器或圆规，图板，图钉或透明胶带，白纸或坐标纸。

实验步骤：1．插针将一张八开的白纸或坐标统，平铺在绘图板上，用图钉或透明胶带固定，玻璃砖平放在纸中央。

物理实验：测量光的折射率的实验方法引言物理学涉及许多令人着迷的实验，为我们揭示了自然界的奥秘。

其中之一是测量光的折射率的实验。

折射率是材料对光的传播速度的衡量，它能够影响光线在不同介质间的弯曲和偏折。

测量光的折射率对于研究光学原理及其在实际应用中的表现至关重要。

本文将介绍测量光的折射率的几种常见实验方法，并探讨它们的原理和实验步骤。

H2：实验方法1：布儒斯特角法布儒斯特角法是一种经典的实验方法，用于测量透明物质的折射率。

它基于当光线通过两种介质界面时，入射角等于折射角时光线不发生折射的原理。

1.实验材料和设备：•光源：激光器或白光源•透明介质样品：例如玻璃、水或透明塑料•三棱镜或折射计•能够测量角度的仪器：例如量角器或旋转光学台2.实验步骤：3.选取一块透明介质样品，如玻璃片。

4.将光源对准样品，使光线垂直于样品表面入射。

5.调整光源的位置，使光线通过玻璃片。

6.将三棱镜或折射计放在光线路径上，并调整其位置，使光线经过样品后通过三棱镜或折射计。

7.旋转三棱镜或折射计，同时记录角度。

8.当光线在样品中发生不折射时，记录此角度，该角度即为布儒斯特角。

9.重复实验多次，取平均值并计算折射率的近似值。

10.原理解释：布儒斯特角法基于光线折射发生的界面条件，即入射角等于折射角时光线不发生折射。

通过调整角度，当入射角等于布儒斯特角时，测量到的角度即为折射角度。

根据折射定律，可以使用布儒斯特角的正切值与折射率之间的关系来计算折射率的近似值。

H2：实验方法2：光程差法光程差法是另一种测量光的折射率的方法。

它利用了光在不同介质中传播速度不同导致的相位差。

1.实验材料和设备：•光源：例如白光源或单色激光器•介质样品：例如透明均质玻璃片•平行板：可调节厚度以改变光程差•干涉仪：例如迈克耳孙干涉仪或薄膜干涉仪2.实验步骤：3.准备一个透明均质玻璃样品和一对平行板。

4.将光源对准样品，并通过一个平行板使光线通过样品。

5.调整平行板的位置，改变光程差，观察干涉图案。

内容摘要:本文采用了几种不同的方法测定玻璃的折射率,介绍了几种常用的测定玻璃折射率的方法.例如:最小偏向角法测定玻璃的折射率,读数显微镜法测定玻璃的折射率,插针法测定玻璃的折射率,掠入射法测定玻璃的折射率等.通过几种不同的方法来比较哪种方法更精确,误差更小.以及相应的误差的来源等等.关键词:玻璃折射率分光计读数显微镜布鲁斯特角装置三棱镜光具座Abstract: in this paper, using several different methods for the determination of the refractive index of the glass, describes several commonly used for determination of refractive index of glass method. For example : the angle of minimum deviation method for the determination of the refractive index of the glass, a reading microscope method for the determination of the refractive index of the glass, pin method for the determination of the refractive index of the glass, grazing incidence method for the determination of the index of refraction of glass rate. Through several different methods to compare which method is more accurate, the error is smaller. And the corresponding error sources and so on.Key words: optical glass refraction Brewster angle microscopy spectrometer reading device three prism optical bench引言:折射率是物质的一种重要的光学常数，在工农业生产及许多科研部门都会折射率的测量问题。

透明薄膜折射率的测定
要测量透明薄膜的折射率，可以采用以下方法：
1. 构建一台自制的斯涅尔法测折射仪。

这种仪器由一个光源、一个透镜和一个测量仪器（如刻度尺或数字显示器）组成。

首先，将透明薄膜放置在透镜上，并保持透明薄膜与透镜之间无空气。

然后，通过调整透镜的位置，使透明薄膜上的反射光线与透射光线之间的角度保持一定的关系。

通过测量反射光线和透射光线的角度，可以计算出透明薄膜的折射率。

2. 使用自动折射仪。

这种仪器通过测量光线通过透明薄膜时的入射角和出射角之间的关系，可以直接计算出透明薄膜的折射率。

通常，该仪器具有高精度和自动测量功能，使得测量过程更加简单和准确。

无论使用哪种方法，测量透明薄膜的折射率时需要注意以下事项：
- 确保透明薄膜完全平整，没有气泡和杂质等干扰物。

- 确保光源的稳定性和一致性，以获得准确的测量结果。

- 测量过程中最好避免外界的光线干扰，例如尽量在暗室或遮光箱中进行测量。

- 在测量过程中，要记录下所使用的入射角和出射角的数值，以便后续计算和参考。

通过以上方法，可以测量透明薄膜的折射率，从而了解材料的光学性质以及应用的潜力。

---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 布儒斯特角法分光计测量折射率实验的探讨摘要：分光计是大学物理中测量折射率的主要仪器。

最常用的测量折射率的方法是最小偏小角法，该方法测量出的折射率精度较高，但操作繁琐，针对这一问题，本文尝试了布儒斯特角法测量三棱镜、玻璃砖、四硼酸钠、硫酸铝、冰五个实验，并分别与用最小偏小角法测出的三棱镜的折射率以及其他物体的理论值相对比，结果显示，它们都非常接近，相对误差不超过4%。

所以，当对物体折射率的精确度不高时，用布儒斯特角法比用最小偏向角法测量出折射率更方便快捷。

关键词：布儒斯特定律；折射率；分光计；偏振片The Study of The Experiment of The Spectrometer To1 / 13Measure The Refractive IndexAbstract: According to the university physics experiment, the refractive index can be received by the method of minimum deviation Angle . Then through the spectrometer measurement objects of the refractive index of the experimental analysis, according to the principle of brewster Angle, the experiment can be improved , that is a polaroid is placed in the front of the spectrometer telescopes, observation light reflection polarization phenomenon in the surface of the medium, record ing the readings and measuring brewster Angle, then the refractive index of the object is calculated. Comparing about the two cloth of Confucianism, the Angle measured by the experimental results and the results are consistent with other income of precision experiment, and the relative error is less than 4%. As a result , The brewster Angle method is more convenient and quick when the refractive index is not high, than the method of minimum deviation.Key words: Brewster law; Refractive index; Spectrometer; Polarorid---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------目录摘要1引言11.实验原理21. 实验原理光是一种人眼可见的电磁波，也称为可见光谱。

选择性实验：二十六利用布儒斯特定律测量玻璃折射率一、目的要求利用光反射后的起偏振作用，应用布儒斯特定律测量平面玻璃对钠光的折射率。

实验要求达到：1.认识光的偏振特性。

2.学会分光仪的调节方法。

3.理解和正确判断布儒斯特角的反射位置。

二、仪器设备分光仪、平面反射镜（或棱镜）、检偏器、钠光灯。

三、参考书目1.程守洙、江之永：《普通物理学》第三册（第三版），p.214－218。

2.杨之昌、王潜智、邱榴贞：《物理光学实验》上册，p.198－205。

3.R·M·惠特利、J·亚伍德：《伦敦工学院200个物理实验》，p.166－168。

4.李允中、潘维济：《基础光学实验》，p.107－114。

5.A·M·波蒂斯、H·D·杨：《大学物理实验》，p.219－224。

6.D·哈里德、R·瑞斯尼克：《物理学》第二卷第二册，p.577－579。

四、实验原理光是电磁波，是横波。

凡振动仅限于光传播方向平面内的一个固定方向，这种光称为偏振光。

一个原子或分子在某一瞬间所发出的光（亦称波列）是偏振光。

然而各原子或分子各自发出的光其振动方向各不相同，因而它们的组合——自然光是非偏振的，且没有一个振动方向占有优势。

实验证明，自然光在两种媒质的界面上反射或折射时，发射光或折射光都将成为部分偏振光（即某一振动方向上占优势）。

图1就是在空气与玻璃界面上（MM’）自然光经反射和折射后光振动的变化情况。

图中黑点表示垂直纸面的振动方向，短线表示平行于入射面的振动方向，它们的多寡反映了两个方向的强弱。

从图中可以看到，自然光从空气入射到玻璃后，反射光R 中垂直纸面的振动占优势，而折射光R ’中平行入射面的振动占优势，它们都变成了部分偏振光。

这一实验事实可用菲涅耳公式加以证知。

实验还发现，反射光和折射光的偏振化程度还与入射角i 密切相关。

布儒斯特（Brewster ）从实验中确定，当入射角达到一个特定值时，反射光R 将是完全偏振光（一切光振动方向均垂直于纸面）。

透明介质折射率的测量引言透明介质的折射率是光线传播过程中的一个重要参数，它描述了光在介质中传播时的速度变化情况。

准确测量透明介质的折射率对于材料研究、光学器件设计等领域具有重要意义。

本文将介绍几种常见的测量透明介质折射率的方法。

一、斯涅尔定律斯涅尔定律是描述光在两个介质之间传播时的折射规律的基本定律。

根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间的正弦值比等于两个介质的折射率之比。

通过测量光线的入射角和折射角，可以计算出透明介质的折射率。

二、平板反射法平板反射法是一种常用的测量透明介质折射率的方法。

该方法利用平行光在透明介质表面发生反射，通过测量反射光的入射角和反射角，可以计算出透明介质的折射率。

实验中通常使用一个光源和一个测角仪来测量入射角和反射角。

三、菲涅尔透射法菲涅尔透射法是一种基于菲涅尔公式的测量透明介质折射率的方法。

该方法通过测量透射光的入射角和透射角，利用菲涅尔公式计算出透明介质的折射率。

实验中通常使用一个光源、一个测角仪和一个平行光平台来测量入射角和透射角。

四、自干涉法自干涉法是一种基于干涉现象的测量透明介质折射率的方法。

该方法利用透明介质的厚度和折射率对入射光产生的干涉条纹进行测量，通过分析干涉条纹的间距和颜色，可以计算出透明介质的折射率。

实验中通常使用一束单色光源和一个干涉仪来进行测量。

五、椭偏法椭偏法是一种基于椭偏现象的测量透明介质折射率的方法。

该方法利用透明介质对偏振光的旋光效应进行测量，通过测量旋光角度和样品厚度，可以计算出透明介质的折射率。

实验中通常使用一个偏振光源、一个旋光仪和一个样品夹具来进行测量。

六、综合比较以上介绍的几种方法各有优缺点。

平板反射法和菲涅尔透射法适用于透明介质较厚的情况，但需要精确测量入射角和反射/透射角。

自干涉法和椭偏法适用于透明介质较薄的情况，但需要进行干涉条纹或旋光角度的测量。

在实际应用中，可以根据样品的特点和实验条件选择合适的方法进行测量。

结论透明介质折射率的测量是光学研究和应用中的基础工作之一。

透明介质折射率的测量一、前言透明介质折射率的测量是光学领域中的一个重要问题。

在实际应用中，人们需要知道透明介质的折射率以便进行光学设计和制造。

本文将介绍透明介质折射率的测量方法及其原理。

二、基本原理1. 折射定律当光线从一种介质进入另一种介质时，它会发生折射。

根据斯涅尔定律，入射角 i 和折射角 r 满足以下关系式：n1·sin(i) = n2·sin(r)其中，n1 和 n2 分别为两种介质的折射率。

2. 菲涅尔公式当光线从一个介质进入另一个介质时，部分光线会反射回去。

菲涅尔公式描述了反射和透射的幅度比例与入射角之间的关系。

对于垂直入射的光线，反射和透过的光线幅度比例相等。

对于非垂直入射的光线，则需要使用菲涅尔公式来计算反射和透过的光线幅度比例。

三、测量方法1. 传统方法传统的透明介质折射率测量方法是使用光斑偏移法。

这种方法需要使用一个光源和一个平面玻璃板。

首先，将平面玻璃板放在两个支架之间，使其与地面垂直。

然后，将光源放在一侧，并将光线投射到平面玻璃板上。

当光线穿过平面玻璃板时，它会发生折射和反射。

通过观察反射的光线和折射的光线，可以计算出透明介质的折射率。

2. 自动测量方法随着技术的发展，现代测量方法已经变得更加自动化和精确。

自动测量方法使用了更高级别的设备和技术来测量透明介质的折射率。

其中一种常见的自动测量方法是使用自动控制衍射仪。

衍射仪是一种检测物体形状、大小、位置等参数的仪器。

在透明介质折射率测量中，衍射仪可以用来精确地计算出入射角度和折射角度，并从而计算出透明介质的折射率。

另一种常见的自动测量方法是使用自动控制干涉仪。

干涉仪是一种用于测量光线相位差的仪器。

在透明介质折射率测量中，干涉仪可以用来计算入射角度和折射角度，并从而计算出透明介质的折射率。

四、总结透明介质折射率的测量是光学领域中的一个重要问题。

传统的透明介质折射率测量方法是使用光斑偏移法，而现代自动测量方法则使用更高级别的设备和技术来实现自动化和精确性。

实验题目 透明介质布儒斯特角的测定【实验目的】1、掌握布儒斯特角测量原理及实验设计思路.2、利用PASCO 数字实验教学系统测量布儒斯特角.3、了解布儒斯特角在测量介质折射率中的应用.【实验仪器】1、PASCO500仪器系统.2、He-Ne 激光器1架.3、D 形棱镜1个.4、圆形可调偏振片2片.5、方形偏振片1个.6、可调狭缝1个.7、计算机.【实验原理】1、布儒斯特角当非偏振光在非传导介质表面反射和折射时,使反射光和透射光都会发生偏振,它们的偏振状态取决于光的入射角以及反射物质的性质.一般情况下,光线斜入射非传导介质表面时,反射光和透射光都是部分偏振光,且反射光垂直于入射面的电矢量分量比较强,透射光平行于入射面的电矢量分量比较强.但是,当入射角为一特殊值时,反射光会完全偏振,即反射光为平面偏振光,且其电矢量的振动方向垂直于入射面,该特殊角即称为布儒斯特角.根据菲涅耳反射折射公式以及振幅反射率、透射率的定义式,可得211212211212112221112221cos cos tan()cos cos tan()cos cos sin()cos cos sin()p sn n r n n n n r n n θθθθθθθθθθθθθθθθ--⎧==⎪++⎪⎨--⎪==⎪++⎩1121121111222cos cos cos 2cos cos cos p s n t n n n t n n θθθθθθ⎧=⎪+⎪⎨⎪=⎪+⎩为了得到一个较为清晰的印象,如下,给出了光从光密射向光疏以及光从光疏射向光密时,不同入射角的强度反射率图线.由右图可以看出,存在那么一个角度,当入射角于此时, p 分量的反射率减小为零,此时21tan()θθ+=∞,代入折射定律1122sin sin n i n i =,可得,布儒斯特角21arctan p n n θ=于是, 21tan P n n θ=,此关系式称为布儒斯特定律.由此还可知,若已知介质1的折射率,只需找到对应于介质2的布儒斯特角,便可求出介质2的折射率.又由21221tan sin sin P P n n n n θθθ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(2θ为折射角)可知, 2sin cos P θθ=,即此时22P πθθ+=,反射光与折射光相互垂直.2、布儒斯特角的测量光以布儒斯特角入射两个介质表面时,反射光为电矢量的振动方向垂直于入射面的平面偏振光.因此,让反射光经过一个偏振器,检偏器的偏振方向垂直于入射光的偏振方向,当透射光的强度为零时,则对应的入射角为布儒斯特角.但实验时,由于偏振片无法完全消光、外界光照的影响等因素,透射光强度并不能减小到零.实验时,使用经过偏振片后的光强与无偏振片使得总光强的比值R 作为判定依据,当R 最小时,即可认为所对应的入射角为测量介质的布儒斯特角.【实验步骤】1、仪器摆放于调节①光具座的两端分别放置传感器与激光器.转动分光角盘,使转动传感器与光具座平行,此时,分光光度计盘应指在180°的位置.②打开激光器,调节激光器后方的XY 调节螺丝,使激光正好打在光传感器的狭缝中心. ③将偏振片I 转到45︒ (保证相同的S 与P 分量),并置于传感器与激光器之间.④将偏振片II 放置于偏振片I 与激光器之间,实验时可利用偏振片II 调节实验光强⑤打开计算机与500PASCO 型平台,将光电传感器的增益开关打到1⨯档.打开桌面上已经编辑好的” Brewsters ”文档,点击”启动”按钮,查看此时光传感器所接收到的光强大小.⑥将准直狭缝调节到”4号”,并放置在光具座的中间位置(偏振片之前).细调准直狭缝,观察屏幕上的示值,使光电传感器接收到的光强基本达到最大处.⑦将D 型棱镜放置在布儒斯特角盘的阶梯上,调节布儒斯特角盘,使得激光与棱镜直线边平行(即屏幕上光传感器的示值与没有放上棱镜是基本相同).至此,仪器调节完毕.再光具座上,仪器的摆放位置应为:激光器-2个偏振片-准直狭缝-分光带盘(带有支臂来固定光电传感器)- D 型棱镜-转动传感器-光电传感器.2、实验数据采集①重新点击DataStudio 中的”启动”按钮,此时默认初始位置为90︒.调节偏振片II 使刚刚开始时的光强示值大于50%,本次实验选取值大于80%.②转动光传感器使DataStudio 中的角度示数为80︒,转动布儒斯特角盘,使得激光束正好被D 型棱镜反射到光电传感器的狭缝中心.在DataStudio 软件中,点击”保留”以记录此时反射光的总光强0I .③将事先准备好的方形偏振片放置在光电传感器前方, 点击”保留”记录下此时反射光经过偏振片后的光照强度1I .回车后,查看此时的光照强度比值10=IR I .④继续转动光传感器,并重复步骤②、③.传感器在80︒到60︒的范围内,每次转动以5︒为单位,在60︒到50︒的范围内,每次转动以2︒为单位,小于50︒后再以5︒为单位转动.实验时若光强示数小于10%,则调节光电传感器上的增益按钮使光强尽量大于10%,但实验过程中光强不可大于90%.⑤数据采集结束后,查看各个数据所对应光照强度比值R ,R 最小处所对应的角度,即为本次实验所测得的棱镜布儒斯特角.3、实验结束,收拾整理仪器.【数据处理】本次实验的实验数据结果如下布儒斯特角实验数据表格Ratio-Angle 实验散点图依据实验数据,在Ratio 取值最小处,激光的入射角度为56.033︒,即本次实验测得待测D 型棱镜的布儒斯特角56.033p θ=︒依据布儒斯特定律21tan P n n θ=,得到D 型棱镜的折射率 21tan 1.00278tan56.033 1.49p n θ==⨯≈n【实验结论】1、本次实验,利用500PASCO 平台与DataStudio 数据处理软件,测得待测D 型棱镜的布儒斯特角约为56.033︒.2、根据实验结果,利用布儒斯特定律,测得待测D 型棱镜的折射率 1.49n ≈.3、玻璃的绝对折射率n 因玻璃材料配比不同应介于1.5~1.9的范围内,但实验却测得 1.49n ≈.由1tan 1.00278tan p p n θθ==n 可知,实验所测得的D 型棱镜布儒斯特角偏小了.误差分析1、本次实验在布儒斯特角存在的范围附近是以2︒为一个单位进行调节测量的,由此布儒斯特角测量的最小分度偏大,导致无法得到精细的布儒斯特角范围.2、本次实验时发现转动传感器存在某些角度测量时存在可以被感受到的空程差,即虽然在转动光电传感器,但DataStudio 中的角度并无变化.3、本次实验时,并没有很好地保证外界环境光强不变,同学们经常性的开关门以及用台灯照明灯等都微小地改变了传感器上的光强.【思考练习】1、利用布儒斯特角来确定丙烯酸材料的折射率,此时1n 应该是多少?答: 丙烯酸材料由于无色无味且有毒，所以一般会在表面镶一层玻璃后再保存,故此时的1n 应为表面玻璃的折射率,介于1.5~1.9之间.2、当光线在水面反射时,其布儒斯特角是更大还是更小? 答:根据布儒斯特定率21tan P n n θ=,由于①入射角介于0~90,tan θ随入射角而上升.②水的折射率约为43小于玻璃的折射率.故当光线在水面反射时其布儒斯特角比在玻璃中来的小.。

目录1.技术要求 (1)2.基本原理 (1)2.1菲涅耳公式 (1)2.2布儒斯特定律测量法的原理 (4)2.3 小角度测量法的原理 (4)3.建立模型描述 (5)5. 实验，调试过程及结论 (7)6.心得体会 (10)7.参考文献 (11)透明玻璃折射率的测量1.技术要求一块玻璃，只有一个面是光学平面，而与之相邻的两个面虽与之垂直，但却是磨砂面，要求不对这块玻璃进行加工处理，测量其折射率： (1)、要利用布儒斯特定律来测量并计算出折射率； (2)、要利用小角度入射时反射率的测量来计算出折射率。

(3)、(1)和(2)的结果需要相互验证。

(4)、测量入射角为60°时s 光和p 光的反射率2.基本原理2.1菲涅耳公式不管是布儒斯特定律测量法还是小角度测量法都是在菲涅耳公式的基础上完成的。

（1） s 分量的菲涅耳公式图1 单独存在s 分量的情形利用边界条件和 可以推导出 反射系数r s = =（1）tp0)(12=-⨯E E n0)(12=-⨯H H n透射系数t s = =（2）（2） p 分量的菲涅耳公式图2 单独存在p 分量的情形根据边界条件得出然后根据E ,H 之间的数值关系和E ，H 之间的正交性可以推导出反射系数r p = =（3）透射系数t p = =（4）根据菲涅耳公式考察反射光和折射光的性质考虑到本次测量是光疏介质到光密介质，所以讨论（n 1<n 2）的情况 反射系数和透射系数的变化ipE isH ik rpE rsH rk tsH tpE tk ns t s r s i H H H 000=-图3,r s,r p,t s,t p随角度变化图由图上可得出以下几点：（1）两个透射系数t s和t p都随着入射角θi增大而单调降低，即入射波越倾斜，透射波越弱，并且在正向规定下，t s和t p都大于零。

（2）r s始终小于零，其绝对值随着入射角单调增大。

根据正方向规定可知在界面上反射波电场的s分量振动方向始终与入射波s分量相反。

物理与能源学院光学实验报告专业物理学姓名学号报告成绩实验题目透明介质布儒斯特角的测定【实验目的】1、掌握布儒斯特角测量原理及实验设计思路；2、利用PASCO数字实验教学系统测量布儒斯特角；3、了解布儒斯特角在测量介质折射率中的应用；【实验仪器】(名称、规格或型号)PASCO数字系统、HE-NE激光器、转动传感器、计算机、光学导轨、度盘台、偏振器（两个），准直缝、D形棱镜【实验原理】一．PASCO数字系统简介物理量计算机采集实验过程示意图⑵Science Workshop简介Science Workshop由三部分组成：传感器—利用先进的传感技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；计算机接口—将来自传感器的数据信号输入计算机软件—具有强大的数据显示、分析功能⑶Science Workshop接口PASCO计算机接口有500型、750型两种，如下图所示500型接口的主要性能有:①数据采集：Science Workshop接口可以直接把采集的数据输入计算机，也可以只用接口和传感器进行数据采集即在无计算机情况下，用500型接口在户外采集数据，然后再接上计算机进行数据分析。

其界面上有A、B、C三个模拟信号通道和1、2两个数字信号通道，可以同步记录模拟和数字信号，采样频率在10Hz 和2000Hz之间可调。

②50KB缓存：用于存储运行的数据和实验设置的信息。

可记录多达17000个模拟数据点或者7000个运动传感器的数据点③便携式：带有一个可装4节五号电池的电池室，Science Workshop500型接口可在实验室以外的任何地方进行数据采集。

750型接口的主要性能有:①数据采集：与500型接口相比，其界面上除了有A、B、C三个模拟信号通道外，数字信号通道有4个通道，采样频率最高可达250000Hz.②内置式1.5W信号发生器：可得到0~50Hz、1.5W(30mA)的信号输出，输出的电流和电压可以通过750接口进行内部监控。