用读数显微镜测量玻璃折射率

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 2A(5.11.2)由式（5.11.1）和式（5.11.2）得2minδ+=A i 由折射定律有2sin2sinsin sin minA A rin 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①②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 。

实验一用游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜测量长度【学习重点】1.游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜的测量原理和使用方法；2.一般仪器的读数规则；3.实验数据处理方法。

[仪器用具]游标卡尺、螺旋测微器、读数显微镜、待测铁环、小钢珠等。

【引言】物理实验中常用的长度测量仪器米尺、游标卡尺、螺旋测微器（千分尺）、读数显微镜（比长尺）等。

通常用量程和分度值表示这些仪器的规格。

量程是测量范围；分度值是仪器所标示的最小分划单位。

分度值的大小反映仪器的精密程度。

一般来说，分度值越小，仪器越精密，食品仪器本身的“允许误差”（尺寸偏差）相应也越小。

学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。

长度是一个基本物理量，许多其他的物理量也常常化为长度量进行测量；许多测量仪器的长度或角度等读数部分也常常用米尺刻度或根据游标、螺旋测微等原理制成；这些仪器的读数规则以及读数时要尺量避免视差，要注意检查或校准零点等，要实验中都是具有普遍意义的。

(1)游标卡尺为了使测量更准一些，在米尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标，利用它可以把米尺估读的那位准确地读出来。

游标卡尺主要由两部分构成（图1-1）：与量爪A、A‘相联的主尺D（主尺按米尺刻度）以及与量爪B、B’及深度尺C相联的游标E。

游标可紧贴着主尺滑动。

量爪A、B用来测量厚度和外径，量爪A‘、B’用来测量内径，深度尺C用来测量槽的深度。

它们的读数值，都是由游标的0线与主尺的0线之间的距离表示出来，F为固定螺钉。

图1-1 游标卡尺下面介绍游标卡尺的读数原理。

游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上p个分格的总长与主要尺上（p-1）个分尺的总长相等。

设y代表主尺上一个分格的长度。

x代表游标上一个分格的长度。

则有：=（1.1）(-yppx)1那么，主尺与游标上每分格的差值是： y px y x 1=-=δ （1.2）以p=10的游标卡尺例，主尺上一分格长是1mm ，那么游标上10分格的总长等于9mm ，这样游标上一个分格的长度是0.9mm ，mm x y x 1.0=-=δ。

关于本学期物理实验操作考试的安排
项目仪器和实验要求见附件。

实验分组：由实验室进行分组，分组表公布在物理实验中心网站。

项目选择：在实验考试之前15分钟内，由实验室按组号随机指定实验项目。

结果在综合楼大厅公布。

考试时间：考试从第11周星期四（5月9日）开始。

具体实验时间按分组表通知。

因个人原因没有能参加实验操作考试的，按旷考处理。

上午8：00——9：30 10：00——11：30
下午14：30——16：00 16：30——18：00
准备内容：按照所给实验要求进行预习准备，并准备好尺、笔、计算器等实验用具，考试用实验报告纸在考试开始时由实验室提供。

要求在规定时间内完成所有的实验内容及数据处理等。

注：考试可以带书，不允许带各类复印资料；
考试要求独立完成，不得商量；
考试时带考试证以备查验。

★★★物理实验操作考试不仅是对知识的考察，更是对学生实验能力的全面考察。

其中包括资料查询能力、快速熟悉仪器的能力、故障处理的能力、对结果和数据的分析能力，以及一些优良实验习惯，如实验预习、爱护仪器、节约用电、仪器整理的习惯。

祝各位同学考试顺利。

数理系物理实验中心
2013-4-24
物理实验Ⅱ操作考试项目要求（2013）
本学期操作考试不安排现场答疑，如有疑问请登录百度贴吧——“石铁大物理实验中心吧”进行提问及咨询。

读数显微镜测透镜曲率半径实验报告数据引言在光学实验中，测量透镜的曲率半径是一项重要的工作。

透镜的曲率半径直接影响着光的折射和聚焦能力，因此了解透镜的曲率半径对于优化光学元件的设计和使用非常重要。

本实验使用读数显微镜来测量透镜的曲率半径，并通过实验数据进行分析和讨论。

实验目的1.熟悉读数显微镜的使用方法和原理；2.掌握透镜曲率半径的测量方法；3.分析实验数据，得出透镜的曲率半径和误差。

实验步骤1.准备实验仪器和材料：读数显微镜、透镜、光源等；2.将透镜放置在平整的台面上，调节光源，使得光线通过透镜中心；3.在读数显微镜上调节焦距，使得目标物在显微镜中清晰可见；4.使用读数显微镜测量透镜的厚度；5.将透镜翻转，重复步骤2-4。

实验数据透镜A的测量数据：序号读数一（mm）读数二（mm）读数三（mm）平均读数（mm）1 12.25 12.20 12.15 12.202 12.30 12.35 12.40 12.353 12.15 12.20 12.25 12.20透镜B的测量数据：序号读数一（mm）读数二（mm）读数三（mm）平均读数（mm）1 15.10 15.05 15.00 15.052 15.05 15.10 15.15 15.10序号读数一（mm）读数二（mm）读数三（mm）平均读数（mm）3 15.20 15.25 15.30 15.25数据分析根据实验数据，我们可以计算出透镜的曲率半径。

透镜的曲率半径可以通过以下公式计算：R=d2(n−1)其中，R为透镜的曲率半径，d为透镜的厚度，n为透镜的折射率。

假设透镜A的折射率为1.5，透镜的厚度为12.20mm，则透镜A的曲率半径为：R A=12.20 2(1.5−1)计算得到：R A=24.4mm 类似地，可以计算出透镜B的曲率半径为：R B=15.052(1.5−1)=30.1mm由此可见，透镜A的曲率半径较小，透镜B的曲率半径较大。

结果讨论通过实验数据和计算结果，我们可以得出以下结论：1.透镜的曲率半径直接影响着光的折射和聚焦能力。

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 ′。

迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率作者：刘丽莉卢小龙来源：《中国校外教育·基教(中旬)》2016年第05期摘要：通过迈克尔逊干涉仪实验反复对玻璃的折射率进行测定。

实验完成后，对实验数据进行了分析，并讨论了该法测定玻璃折射率的一些优点和不足。

通过对玻璃折射率的检测和分析，可以对玻璃进行种类认定和同一认定，它不但可以为案件提供线索，而且还可以为法庭提供诉讼证据，因此，玻璃鉴定的意义非常重要。

关键词：迈克尔逊干涉仪玻璃折射率方法一、测定玻璃折射率的方法1.三棱镜法。

最准确的方法是使光束通过棱面夹角为60度的三棱镜而测定的情况。

2.油浸法。

人们可以将一小块玻璃浸入已知折射率的液体中，当玻璃看不出来时，玻璃的折射率与已知液体的折射率相同，这种测定方法不够精确。

3.折射仪全反射法。

将一面抛光的式样用高折射率的液体紧压在折射仪棱镜上，使用白光即可得出折射率的数值，准确度可达到小数点后第四位。

二、迈克尔逊干涉仪法测定玻璃折射率（一）实验器材GS——1型迈克尔逊干涉仪，JGQ——250型He——Ne激光器，扩束镜，白炽灯（台灯即可），千分尺，读数显微镜，不同式样的玻璃。

（二）实验原理本实验主要应用迈克尔逊干涉仪，M1和M2是两个互相垂直放置的平面反射镜，其中，M2反射镜是固定的，M1反射镜可以在精密导轨上前后移动。

M1的移动采用了精密螺杆旋进系统，移动的距离可由转动手轮的读书窗和微调手轮的刻度轮上读出。

G1和G2是由同一块光学玻璃分割而成，具有同样的厚度和折射率，G1和G2平行放置且与M1和M2构成45度角。

其中，G1的第二光学平面镀有半透膜，称为分光板，G2为补偿板。

当光源与发出的光线射到G1后，被分解为反射光（1）和透射光（2）；光线（1）垂直照射在M1上经反射后沿原路返回，并透过G1到达E处；光线（2）透过G2后垂直照射到M2经反射后沿原路返回，G1被反射到E处；由于光线（1）（2）是由同一束分解出的两束光，因此，光线（1）（2）是相干光束，在E处相遇时将产生干涉现象。

2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题75测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长导练目标导练内容目标1测定玻璃的折射率目标2用双缝干涉测光的波长【知识导学与典例导练】一、测定玻璃的折射率实验目的测量玻璃的折射率，掌握光线发生折射时入射角和折射角的确定方法。

实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而得出折射光线OO′和折射角θ2，再根据n＝sinθ1sinθ2或n＝PNQN′计算出玻璃的折射率。

实验器材白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖。

【例1】在“测量玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖MNQP，画出玻璃砖与空气的两个界面'aa和'bb（如图），在玻璃砖的一侧插上大头针P1。

（1）接下来他们要完成的步骤可以是______。

A．在玻璃砖的另一侧插上大头针P2，使P2挡住P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；B．在玻璃砖的另一侧插上大头针P2和P3，使P2、P3均能挡住P1的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；C．在P1的同侧插上大头针P2，在玻璃砖的另一侧插上大头针P3，使P3能同时挡住P1和P2的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；D．在P1的同侧插上大头针P2，眼睛在另一侧看两个大头针，使P2把P1挡住，在玻璃砖的另一侧插上大头针P 3和P 4，使P 3能同时挡住P 1和P 2的像，使P 4能同时挡住P 3以及P 1和P 2的像，撤去玻璃砖，拔出大头针，描绘出光路图；（2）某次实验中，实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起，这可能是因为______。

A ．沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖B ．沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从MP 或NQ 侧面射出了C ．沿两枚大头针的光线在玻璃砖'aa 或'bb 界面发生了全反射（3）实验小组内的三位学生在实验中①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面'aa 和'bb ，因不慎碰动了玻璃砖，使它向'aa 方向平移了一点（如图1所示），以后的操作都正确无误，并仍以'aa 和'bb 为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n 的值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

JCD3型读数显微镜使用说明书JCD3型读数显微镜是在我公司原有产品JCD2-A型的基础上，经改型设计而成。

由于充分考虑到用户的使用要求及综合JCD 系列读数显微镜的生产经验，使本产品的结构更合理，性能更趋完美，是目前高等院校和中等学校用于基础物理实验的必备设备。

本产品操作方便，用途广泛，可根据用户的不同需要，完成下列功能：1、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。

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。

2、扩大一般读数显微镜的使用范围，可根据不同使用要求在不同方向上测量及观察。

3、显微镜可置水平和垂直位置，能搭成各种测试装置。

4、配备测微目镜和物方测微器，可测量显微镜的放大率和玻璃平板的折射率。

1一、技术性能1、光学系统性能2、测量范围纵向50毫米，最小读数值0.01毫米；升降方向40毫米，最小读数值0.1毫米。

3、测量精度：纵向测量精度为0.02毫米。

4、观察方式：45º斜视。

5、仪器外形尺寸：195×155×285（毫米）6、仪器净重：8.5公斤。

231、目镜接筒2、目镜3、锁紧螺钉4、调焦手轮5、标尺6、测微鼓轮7、锁紧手轮I8、接头轴9、方轴 10、锁紧手轮II 11、底座 12、反光镜旋轮13、压片 14、半反镜组 15、物镜组 16、镜筒17、刻尺 18、锁紧螺钉 19、棱镜室二、仪器结构目镜（2）可用锁紧螺钉（3）固定于任一位置，棱镜室（19）可在360º方向上旋转，物镜（15）用丝扣拧入镜筒内，镜筒（16）用调焦手轮（4）完成调焦。

转动测微鼓轮（6），显微镜沿燕尾导轨作纵向移动，利用锁紧手轮I（7），将方轴（9）固定于接头轴十字孔中。

接头轴（8）可在底座（11）中旋转、升降，用锁紧手轮II（10）紧固。

根据使用要求不同方轴可插入接头轴另一个十字孔中，使镜筒处水平位置。

压片（13）用来固定被测件。

旋转反光镜旋轮（12）调节反光镜方位。