折射法测定棱镜折射率

物理《测定三棱镜折射率》的实验报告实验目的：1.学习了解三棱镜的折射现象。

2.了解测量折射率的方法。

3.掌握利用角度测量和折射定律测定三棱镜折射率的实验操作方法。

4.掌握数据处理和误差分析方法。

实验器材：三棱镜、调节盒、经纬仪、三脚架、光源、尺子、直角尺、卡尺等。

实验原理：当光线通过三棱镜时，会发生折射和反射两种现象。

根据光的折射定律，入射角和折射角之间的关系为$n=\frac{\sin i}{\sin r}$，其中$n$为折射率，$i$为入射角，$r$为折射角。

根据实验测得的入射角和折射角的数值，可以计算出三棱镜的折射率。

实验步骤：1.将三棱镜固定在调节盒上，并将调节盒安装在经纬仪上，使其处于水平状态。

2.将经纬仪与调节盒一起安装在三脚架上，确保经纬仪的刻度盘可读，并能顺利旋转。

3.使用光源放置在三棱镜的一侧，通过调整光源的位置和角度，使得射入的光线水平地射入到三棱镜中。

4.用尺子测量垂直于经纬仪旋转轴线的入射角$i$和折射角$r$的数值，分别记录下来。

5.根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出三棱镜的折射率。

6.重复上述步骤，进行多次测量，取平均值作为最终的实验结果。

实验结果与讨论：经过多次测量，得到的入射角和折射角的数值如下所示：实验次数，入射角（度），折射角（度）--------，-------------，-------------1，50.2，32.42，49.8，32.23，49.6，32.34，50.0，32.65，50.1，32.5根据折射定律的公式$n=\frac{\sin i}{\sin r}$计算出的折射率为：$n=\frac{\sin 50.2}{\sin 32.4}=1.480$$n=\frac{\sin 49.8}{\sin 32.2}=1.488$$n=\frac{\sin 49.6}{\sin 32.3}=1.486$$n=\frac{\sin 50.0}{\sin 32.6}=1.499$$n=\frac{\sin 50.1}{\sin 32.5}=1.496$取这五次实验的平均值为最终的实验结果：$\bar{n}=1.490$实验中可能存在的误差主要包括：1.入射角和折射角的测量误差，由于经纬仪的刻度限制以及实验者读数时的误差。

玻璃三棱镜折射率的测定原理
测定玻璃三棱镜的折射率通常使用折射仪或其他光学仪器进行。

下面是通过折射仪测定玻璃三棱镜折射率的基本原理：
1.原理概述：折射率是介质对光的折射能力的度量，定义为光在
真空中的速度与在介质中的速度之比。

玻璃三棱镜的折射率可
以通过将其放置在折射仪中，利用光的折射现象来测定。

2.装置：折射仪是一个用于测定透明物质折射率的仪器，通常包
括一个光源、一个望远镜、一个可移动的支架和一个用于容纳
玻璃三棱镜的夹具。

3.步骤：
•将光源对准折射仪，使光线垂直射向折射仪的底边。

•将玻璃三棱镜固定在仪器的夹具上，确保底边与光线垂直，使光线穿过玻璃三棱镜的底边。

•通过旋转支架，观察通过折射仪后的光线在望远镜中的位置，调整望远镜的焦距，使其对准光线。

•记录望远镜的刻度位置，然后移动支架，使光线通过玻璃三棱镜的两个斜边。

•再次调整望远镜，记录其刻度位置。

•通过这些数据，可以计算出玻璃三棱镜的折射率。

4.计算：
•利用折射率的定义，通过记录的数据和仪器的特性，可以使用折射率的计算公式计算出玻璃三棱镜的折射率。

需要注意的是，这个过程中要考虑到空气的折射率，通常在计算时需要校正。

此外，测量过程中要保持仪器的稳定性，确保准确测量。

这只是一种测量折射率的方法，实际上还有其他一些方法，但基本原理都是通过测量光线在介质中的传播来计算折射率。

测量棱镜折射率的实验报告【实验目的】用分光计测量玻璃棱镜的折射率：[实验仪器]分光计、玻璃棱镜、钠灯。

【实验原理】x小偏角法是测量棱镜折射率的基本方法之一，如图10，三角形& amp#8197;ABC & amp#8197;表示玻璃棱镜的横截面，AB和AC为透明光学面，也称折射面，夹角A称为棱镜顶角；BC & amp#8197;磨砂玻璃表面被称为棱镜的底面。

假设某种波长的光。

#8197;LD & amp#8197;入射到棱镜和。

#8197;AB & amp#8197;在表面上，经过两次折射，后边缘和。

#8197;急诊室和。

#8197;方向，入射光线和。

#8197;LD & amp#8197;和即将离开的雷& amp#8197;急诊室和。

#8197;夹角和。

#8197;和。

#8197;这叫偏转角。

图10棱镜的折射从图10中的几何关系，可以得到偏转角。

(3)因为顶角满足，那么(4)对于给定的棱镜，角度是固定的、易变的。

其中，又与，有关，所以实际上是一个函数，偏转角只随其变化。

实验中可以观察到，当偏角变化时，存在一个最小值，称为X小偏角。

理论上可以证明当时有一个很小的x值。

显然，入射光和出射光的方向相对于棱镜是对称的，如图11所示。

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图11x小偏转角如果x的小偏转角用表示，它将被代入方程(4)(5)或者(6)因为& amp#8197;so & amp#8197;因为& amp#8197;那么(7)根据折射定律，(8)将等式(6)和(7)代入等式(8)得到：(9)从公式(9)可以看出，对于该波长的入射光，棱镜的折射率n可以通过测量入射光的小偏角x和棱镜的顶角来获得。

【实验内容和步骤】1.调节分光计按照实验24-1的要求和步骤调整光谱仪。

2.调整准直器(1)取下双面反射镜，打开钠光源。

测量三棱镜折射率的方法
三棱镜是一种常用的光学元件，它的折射率是指光线在三棱镜中的折射率。

测量三棱镜折射率的方法有很多种，下面介绍几种常用的方法。

一、倒折射法
倒折射法是测量三棱镜折射率的一种常用方法。

该方法的基本原理是：将一束直射光线在三棱镜上，使其发生折射，然后用一个光源和一个接收器来测量折射光线的强度，从而计算出折射率。

二、折射率测量仪法
折射率测量仪法是测量三棱镜折射率的另一种常用方法。

该方法的基本原理是：将一束直射光线在三棱镜上，使其发生折射，然后用一台折射率测量仪来测量折射光线的强度，从而计算出折射率。

三、量子级法
量子级法是测量三棱镜折射率的另一种方法。

该方法的基本原理是：用一台量子级仪器来测量折射光线的强度，从而计算出折射率。

四、综合法
综合法是测量三棱镜折射率的最常用方法，它结合了上述几种方法的优点，能够更准确地测量折射率。

以上就是测量三棱镜折射率的几种方法，它们各有优缺点，根据实际应用情况，可以选择合适的方法进行测量。

总结
以上是关于测量三棱镜折射率的几种方法的介绍。

倒折射法、折射率测量仪法、量子级法和综合法都是常用的方法，可以根据实际应用情况选择合适的方法进行测量。

棱镜玻璃折射率的测定
棱镜玻璃是一种特殊玻璃，是折射率高的传统玻璃。

折射率测量是测定棱镜玻璃的一种重要性能指标，它可以用来衡量光的强度。

测定棱镜玻璃折射率的步骤如下：
1.准备需要的材料：棱镜玻璃片、折射角量角器、参照折射介质（如水、苯等）；
2.经过精确切割，将棱镜玻璃片切割成规定的尺寸，并确保其整体尺寸精确；
3.将棱镜玻璃片放置在折射介质中，并用量角器测量其入射角度和折射角度；
4.测量多次，进行数据取平均，测出入射角度和折射角度的平均值；
5.用来参考的折射介质的折射率，以及上述量出的平均入射角度和折射角度，来计算棱镜玻璃片的折射率；
6.根据计算出来的结果，来判断棱镜玻璃片的折射率是否符合要求。

本文介绍了测定棱镜玻璃折射率的实验程序，传统的折射率测量是应用量角器的方法。

通过对棱镜玻璃折射率的测定，可以评估棱镜玻璃的性能。

但是，平均值的不稳定也使测量的结果可能不准确，因此在使用时要格外注意。

棱镜玻璃折射率的测定实验报告棱镜玻璃折射率的测定实验报告引言：折射率是光在介质中传播速度的相对值，是光学实验中重要的物理量之一。

本实验旨在通过测量棱镜玻璃的折射率，探究光在不同介质中的传播规律，并验证折射定律。

实验原理：光在两种介质之间传播时，会发生折射现象。

折射定律表明入射光线、折射光线和法线三者在同一平面上，并满足折射定律的数学关系式：n1sinθ1 =n2sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2为入射角和折射角。

实验步骤：1. 准备实验装置：将光源、棱镜和屏幕依次放置在同一直线上，确保光线能够顺利通过棱镜，并在屏幕上形成清晰的光斑。

2. 测量入射角：调整光源位置，使光线通过棱镜后在屏幕上形成尽可能直的光斑。

使用直尺测量入射光线与法线的夹角θ1。

3. 测量折射角：调整屏幕位置，使折射光线与法线的夹角θ2尽可能直。

使用直尺测量折射光线与法线的夹角θ2。

4. 计算折射率：根据折射定律的数学关系式n1sinθ1 = n2sinθ2，利用测得的θ1和θ2计算出棱镜玻璃的折射率n2。

实验数据与结果：根据实验测量数据，我们得到入射角θ1为30°，折射角θ2为20°。

代入折射定律的数学关系式，我们可以计算出棱镜玻璃的折射率n2 = n1sinθ1 / sinθ2 =sin30° / sin20° ≈ 1.732。

实验讨论：通过本实验，我们成功测得了棱镜玻璃的折射率。

然而，实际情况中，由于光线在传播过程中会发生衍射、散射等现象，导致实验结果与理论值存在一定的误差。

此外，实验中使用的棱镜玻璃可能存在制造误差，也会对实验结果产生一定影响。

为了提高实验结果的准确性，我们可以采取以下措施：1. 提高测量精度：使用更精确的测量仪器，如光电测量仪等，来测量入射角和折射角，以减小测量误差。

2. 多次测量取平均值：进行多次实验测量，取平均值来减小随机误差的影响。

3. 选择合适的光源：使用稳定的光源，如激光等，来减小光源本身的不稳定性对实验结果的影响。

一、实验目的1. 了解分光计的结构和原理，掌握分光计的调节和使用方法。

2. 学习使用最小偏向角法测定棱镜的折射率。

3. 通过实验，加深对光学原理和测量方法的理解。

二、实验原理棱镜的折射率是指光线从空气进入棱镜时，由于折射而改变传播方向的能力。

根据斯涅尔定律，入射角i和折射角r之间满足关系式：n1 sin(i) = n2 sin(r)，其中n1和n2分别是光在空气和棱镜中的折射率。

最小偏向角法是测定棱镜折射率的基本方法之一。

当光线入射到棱镜的折射面时，经过两次折射后，出射光线的方向相对于入射光线发生改变，形成偏向角θ。

当入射光线和出射光线相对于棱镜的底面垂直时，偏向角θ达到最小值。

根据几何关系，可以得到折射率n的计算公式：n = tan(θ/2)。

三、实验仪器1. 分光计2. 玻璃三棱镜3. 钠光灯4. 双面平面镜5. 秒表6. 计算器四、实验步骤1. 调整分光计（1）将分光计放置在平稳的桌面上，确保望远镜和载物台垂直于中心转轴。

（2）打开钠光灯，调整狭缝装置，使狭缝成像清晰。

（3）调整平行光管光轴与望远镜光轴垂直于中心转轴。

2. 测量棱镜的顶角（1）将玻璃三棱镜置于载物台上，使棱镜的底面与载物台平面平行。

（2）调节望远镜，使分划板与棱镜的顶角对齐。

（3）记录望远镜的读数，计算棱镜的顶角a。

3. 测量最小偏向角（1）调整钠光灯和棱镜的位置，使光线从棱镜的折射面入射。

（2）观察望远镜中的光线，调整棱镜的角度，使偏向角θ达到最小值。

（3）记录望远镜的读数，计算偏向角θ。

4. 计算棱镜的折射率根据公式n = tan(θ/2)和实验数据，计算棱镜的折射率。

五、实验结果与分析1. 实验数据| 棱镜顶角a (°) | 最小偏向角θ (°) | 折射率n ||----------------|------------------|----------|| | | |2. 结果分析通过实验，可以得到棱镜的折射率n。

[棱镜折射率的测定试验报告]物理试验报告《测定棱镜折射率》(一)报告题目：测定棱镜折射率一、实验目的：1.了解折射的概念和折射率的定义。

2.了解棱镜的结构和使用。

3.掌握利用棱镜测量折射率的方法。

二、实验原理：当光线从一种介质射向折射率较大的另一种介质时，光线通常会产生折射。

这是由于光的速度在不同介质中不同，导致光线弯曲的现象。

折射率用于描述光在不同介质中传播时速度的变化情况。

棱镜是一种可以把光线分散成彩虹色的透明物体。

当光线垂直射入棱镜时，光线将被分割成不同颜色的光，这是由于光的波长不同造成的。

三、实验装置：本实验所用装置如下：光源，棱镜，光屏，卡尺，角度尺。

四、实验步骤：1. 将棱镜固定在光源前，调整光源方向，使得光线正好射到棱镜上。

2. 调整棱镜，使得光线通过棱镜后正好落在光屏上。

3. 使用卡尺和角度尺测量棱镜的折射角和入射角，并计算出角度的平均值。

4. 记录下光线的颜色，并测量入射角和折射角的正弦值。

5. 利用公式计算出不同颜色光的折射率，并计算出平均折射率。

五、实验结果：1. 测量结果如下：颜色入射角度（°）折射角度（°）sin i s in r 折射率红色 52 37 0.789 0.548 1.44橙色 52 37 0.789 0.548 1.44黄色 52 37 0.789 0.548 1.44绿色 52 37 0.789 0.548 1.44蓝色 52 37 0.789 0.548 1.44靛色 52 37 0.789 0.548 1.44紫色 52 37 0.789 0.548 1.44平均折射率：1.442. 折射率的误差：由于实验中测量精度的不足，导致计算出的折射率存在误差。

同时，光线在空气和玻璃之间的反射和散射也会对折射率的精度产生影响。

误差的改进方法：增加试验次数，减小误差；选用更精确的仪器测量；对实验过程进行仔细、准确的控制。

六、实验结论：1. 对常见颜色光使用棱镜进行分光实验，得到的平均折射率为1.44。

1998年　第4期中山大学学报论丛SUPPL EME NT TO T HE JOURN AL OF SUN Y A TSEN U NIVERSIT Y No .4　1998　用分光计测量棱镜折射率的几种方法袁剑辉　周烈生　车　宇(中山大学物理学系,广州510275)摘　要　介绍了分光计上用等顶角入射法、等顶角折射法、垂直入射法、垂直折射法等精确测量棱镜折射率的4个方法.关键词　分光计,等顶角入射法,等顶角折射法,垂直入射法,垂直折射法,棱镜,折射率分类号　Q 435.1在普通物理光学实验中,要测量棱镜材料的折射率,通常是在分光计上采用最小偏向角法或掠入射线法,这2种方法的缺点是不易测准最小偏向角或明暗分界线的位置,给测量结果带来误差.本文介绍的几个测量方法,只要将望远镜对准棱镜面的法线、折射线或入射线进行位置读数就能测量棱镜的折射率,而且测量次数少,只须进行3次位置读数就能测出棱镜的顶角、折射角或入射角,因而能提高测量的精确度.学生通过这几种方法的实验,能加深对棱镜折射原理的理解,掌握分光计的使用技巧,提高实验动手能力.图1　棱镜折射光路图如图1,单色光经棱镜折射后,由折射定律及几何关系,有sin i =n sin γ,n sin γ′=sin φ,γ+γ′=α.对三式消去γ和γ′,得n =1sin αsin 2i sin 2α+(sin i cos α+sin φ)2(1)由图1可知,要测出i 、α、φ必须进行4次位置读数,才能由(1)式来计算折射率n ,要测的量较多,因此一般不采用(1)式来进行测量.但我们可从(1)式导出下述的几种测量方法,通过对分光计的正确操作,每种方法都只需进行3次位置读数测出2个量就能计算棱镜的折射率.收稿日期5 袁剑辉,男,5岁,副教授:1998-07-241　等顶角入射法如图2,若入射光线①与折射面A C 垂直,根据图2　等顶角入射几何关系,有i =α,即入射角等于棱镜的顶角,代入(1)式,得n =sin 2α+(cos α+sin φ/sin α)2(2)只要测出顶角α、折射角φ就能由(2)式计算折射率.测量方法(1)转动望远镜正对平行光管,使狭缝像与分划板上的垂直丝重合,然后固定望远镜.转动圆盘,使折射面AC 反射回来的垂直丝像与分划板上的垂直丝重合.至此,入射光线①就与折射面AC 垂直,记下读数Υ1,Υ1就是入射光线①及折射面AC 的法线③的位置读数.(2)固定圆盘,松开并转动望远镜,找到折射狭缝像后使其与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ2即折射光射②的位置读数.(3)固定望远镜,松开并转动圆盘,使入射面AB 反射回来的垂直丝像与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ4.很显然,折射角φ及顶角α为φ=Υ1-Υ2,α=180°-Υ1-Υ4.图3　等顶角折射2　等顶角折射法如图3,若折射光线②与入射面AB 垂直,有φ=α,即折射角等于棱镜的顶角,代入(1)式,得n =sin 2i +[1+(sin i cos α)/sin α]2(3)只要测出顶角α、入射角i 就能由(3)式计算折射率.测量方法(1)将棱角入射面AB 正对望远镜,使AB 面反射回来的垂直丝像与分划板上的垂直丝重合,然后固定望远镜,转动圆盘180°,此时入射面AB 与望远镜垂直,记下读数Υ2,Υ2就是入射面AB 的法线位置读数.松开望远镜,同时转动望远镜及圆盘(但要保持望远镜相对圆盘固定不动,即保持Υ2读数不变),从望远镜中找出折射狭缝像,并使其与分划板上的垂直丝重合,此时折射光线②就与入射面B 垂直,其位置读数也是Υ()固定圆盘,转动望远镜,使折射面反射回来的垂直丝像与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ3,Υ3就是折射面的法线③的位置读数114中山大学学报论丛 1998年A 2.2AC AC .(3)继续转动望远镜,正对平行光管,使入射狭缝像与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ1,Υ1就是入射光线①的位置读数.因此,入射角i 及顶角α分别为i =Υ1-Υ2,α=Υ3-Υ2.图4　垂直入射3　垂直入射法如图4,若入射光线①与入射面A B 垂直,则有入射角i =0,代入(1)式,得n =sin φ/sin α(4)这是测量折射率最简单的表示式.测量方法(1)将望远镜正对平行光管,使狭缝像与分划板上的垂直丝重合,然后固定望远镜.转动圆盘使入射面AB 正对望远镜,使AB 面反射回来的垂直丝像与分划板上的垂直丝重合,此时平行光管也就与AB 面垂直.再转动圆盘180°,则入射面AB 正对平行光管,入射光线①与AB 面垂直,记下位置读数Υ1.(2)固定圆盘,松开并转动望远镜,找出折射狭缝像并与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ2即是折射光线②的位置读数.(3)继续转动望远镜,找出折射面A C 反射回来的垂直丝像,并与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ3,Υ3就是AC 面的法线③的位置读数.折射角φ及顶角α分别为φ=Υ3-Υ2,α=Υ3-Υ1.图5　垂直折射4　垂直折射法如图5,若折射光线②与折射面AC 垂直,则折射角φ=0,代入(1)式,得n =sin i/sin α(5)(5)式也是测量折射率最简单的表示式.测量方法(1)将折射面A C 正对望远镜,分别转动望远镜及圆盘找出AC 面反射回来的垂直丝像及折射狭缝像,使它们与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ2,Υ2就是与折射面AC 垂直的折射线②的位置读数.(2)固定圆盘,转动望远镜,使入射狭缝像与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ1,Υ1就是入射光线①的位置读数.(3)固定望远镜,转动圆盘,使入射面AB 反射回来的垂直丝像与分划板上的垂直丝重合,记下读数Υ3,入射角和顶角α分别为=°Υ3Υ,α=°Υ3Υ上述介绍的种测量方法,它们的共同特点是能准确找到折射光线位置,有利于提高115第4期 袁剑辉等:用分光计测量棱镜折射率的几种方法i i 180--1180--2.4116中山大学学报论丛 1998年测量精确度.而传统的最小偏向角法和掠入射线法是靠人眼的主观感觉来判断最小偏向角或明暗分界线的位置,影响测量结果.而且这4种测量方法的原理及操作都能简单,因此对光学材料折射率的实际测量工作也很有意义.对等顶角入射法及等顶角折射法,通过对式(2)、式(3)及图2、图3的分析可以看出,这2种方法都不受顶角α大小的限制,对任意三棱镜都可测量.对垂直入射法及垂直折射法,由式(4)、式(5)及图4、图5的分析可以看出,这2种方法对折射率1.3～1.9的材料而言,若顶角太大,则折射光会在棱镜内全反射或不能与折射面垂直.但对顶角较小(如30°左右)的棱镜,可采用这2种方法测量,且折射率测量范围宽.这2种测量方法的表达式比等顶角入射法及等顶角折射法简单,可减少测量误差的传递.参考文献1　林抒,龚镇雄.普通物理实验.北京:人民教育出版社,1981.368～3702　袁剑辉.精确测量棱镜材料的折射率.中山大学学报(自然科学版),1997,增刊(2):126 3　Tang Z.Measurement of the thero mo-optics coeffcient o f a barium fluoride sin gle.Applied Optics,1994,33(13):26204　Sig mund W.Measurement of refractiv e indices of prismatic materials.A pplied Optics,1996,35(34):6815。

棱镜材料折射率的测定实验报告今天要跟大家聊一个有趣的话题——棱镜材料折射率的测定实验。

你是不是也觉得折射率这东西听起来有点神秘，嗯，像是某种科学家才懂的术语？其实它和我们平常生活中的光有很大关系。

比如你看水面上倒影的变化，或者看眼镜里反射的光，嗯，折射率就是描述这些光线变化的一个重要数值。

咱们得知道，折射率基本上就表示了光从一个介质进入另一个介质时，光速的变化程度。

比如你从空气进入水里，光就会弯曲，那是因为水的折射率比空气大。

就像我们经常说的“水的镜面”效应，水面上反射的光线，就是通过棱镜这种东西，转化成了我们能观察到的图像。

今天的实验也不复杂。

我们首先拿到一个棱镜。

哎，说到棱镜，大家一定不陌生，都是透光的，透明的三角形小家伙，外面看起来就像个小小的迷你金字塔，哎，它可不是随随便便的小玩意。

你可能会想，这个棱镜和眼镜里的光是不是一样的？其实差不多，不过棱镜它的作用是折射光线，让我们能看到光的一些“秘密”。

把棱镜摆好，接下来就要照亮它了。

你瞧，拿一个激光笔，小心地一照，哇，光线进了棱镜后，变得弯弯曲曲的，就像是遇到什么强力阻碍一样。

嘿，光走得那么不顺利，折射了，拐了个大弯。

这时候，你就要开始注意记录这些变化啦，光线进入和出来的角度，怎么看都是重点。

我们记录下这些数据，就可以计算出折射率了。

不妨想象一下，当光线通过棱镜时，它就像是赶路的小车，刚开始平稳地行驶在一条大道上，突然转了个弯，速度慢了下来，然后又找到了新的一条路，继续往前走。

它的这个“转弯”的过程，就是折射。

而这个“转弯”又是由材料的不同密度和光速差异造成的。

所以，通过实验，我们可以很清楚地知道棱镜的折射率到底是多少。

实验中，我们需要测量一些关键的数据。

比如，光线进入棱镜时与棱镜表面的夹角，光线离开棱镜时和观察者眼睛的夹角，棱镜的材质和形状。

这些都不能马虎，千万不能粗心大意。

这个实验跟做饭一样，你得调准火候，少了什么配料，结果就不好，光线不按规则来，数据就乱了套。