折射法测定棱镜折射率

测定三棱镜折射率实验目的1.掌握三棱镜的工作原理，了解折射率的概念与测量方法。

2.通过实验测量三棱镜的折射率，掌握折射率测量实验的方法和技巧。

实验器材1.三棱镜2.光源3.半圆形槽4.透明板5.游标卡尺6.直尺7.三角板实验原理三棱镜的工作原理三棱镜的工作原理是利用光的折射原理，在三棱形各边与底面边缘的交点处，发生多次反射折射后，使光线通过底面侧面斜入，在顶面因截面等效而沿垂直入射，从而使得光线发生偏折，从而达到折射作用。

折射率的概念在光从一介质（例如空气）进入另一个介质（例如玻璃）时，它的速度发生变化，因此出现了弯曲。

这个现象被称为折射。

折射率即为介质对光线的折射能力的描述，数值上表示为两个介质中光速比的倒数。

即：$$ n=\\frac{c_1}{c_2} $$其中，n为折射率，c1表示入射介质中的光速，c2表示出射介质中的光速。

折射率的测量方法三棱镜测量法在三棱镜的顶面留下一条黑线，用一个反光板每次转动 10 度的方式，在三棱镜旁边找到对应的入射角和折射角，即可测量出三棱镜的折射率。

1.将三棱镜放在半圆形槽上，加入透明板，使三棱镜平静地放在槽内。

注意调整透明板和三棱镜之间的夹角为90度。

2.点亮光源，使其通过透明板垂直入射于三棱镜的一个侧面，使得光线尽可能平行于三棱镜的顶面。

3.用游标卡尺测量光线交点到基准线的距离，这里可以测量光线再次出射的面上的交点。

4.移动透明板，调整进入三棱镜的光线的角度，重复 3 步骤，记录不同角度下的距离。

5.根据记录的数据计算三棱镜的折射率。

实验结果与分析我们重复了三次实验，分别记录了不同角度下的距离数据。

最终得到的数据记录如下表所示：入射光角度透光距离（cm）60 8.665 8.370 8.075 7.8根据以上数据，我们可以计算出三棱镜的折射率。

对于以顶点为入射点，以三棱镜底面作为对称面，对于三棱镜而言，以法向量向上一侧为 1 值，那么我们可得：$$\\sin {\\theta_1} = \\frac{1}{n} \\cdot \\sin {\\theta_2}$$其中 $\\theta_1$ 为第一次光线入射三棱镜内部成角度，$\\theta_2$ 为第二次光线入射三棱镜内部成角度，n为三棱镜折射率。

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。

三棱镜折射率的测定
《三棱镜折射率的测定》
三棱镜是一种特殊的光学元件，它的折射率是衡量其性能的重要指标。

因此，测定三棱镜折射率是非常重要的。

测定三棱镜折射率的方法有很多种，其中最常用的是根据经典光学原理，利用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率。

空腔法是一种简单的方法，它可以测量三棱镜的折射率。

它的原理是将三棱镜放入一个完全封闭的空腔中，然后用一个激光照射三棱镜，用一个探头测量激光照射后三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。

衍射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法，它的原理是将三棱镜放在一个衍射仪中，用激光照射三棱镜，然后用衍射仪测量三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。

折射法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法，它的原理是将三棱镜放在一个折射仪中，用激光照射三棱镜，然后用折射仪测量三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。

线阵法是一种常用的测量三棱镜折射率的方法，它的原理是将三棱镜放在一个线阵仪中，用激光照射三棱镜，然后用线阵仪测量三棱镜反射出来的光强度，从而计算出三棱镜的折射率。

测定三棱镜折射率是一项重要的任务，可以采用空腔法、衍射法、折射法和线阵法等方法来测量三棱镜的折射率，以便获得更准确的测量结果。

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。

实验十五棱镜玻璃折射率的测定一、实验目的要求1、了解分光计的结构及其基本原理；2、学习分光计的调节方法；3、观察三棱镜对汞灯的色散现象；4、测定玻璃三棱镜对汞绿光或钠黄光的折射率。

二、仪器用具JJY-2型分光仪、钠灯及电源、汞灯及电源、三棱镜一块。

三、实验原理一束单色光以1i 角入射到AB 面上，经棱镜两次折射后，从AC 面射出来，出射角为2i '。

入射光和出射光之间的夹角δ称为偏向角。

当棱镜顶角A 一定时，偏向角δ的大小随入射角1i 的变化而变化。

而当12i i '=时，δ为最小(证明略)。

这时的偏向角称为最小偏向角，记为min δ。

图7-1测三棱镜折射率光路图图7-2最小偏向角测量示意图由图7-1中几何关系得到2'1Ai =221'11min A i i i -=-=δ(7-1))(21min 1A i +=δ设棱镜材料折射率为n ，根据折射定律，则2sin sin sin '11A n i n i ==故2sin 2sin 2sin sin min 1A A A i n +==δ(7-2)由此可知，要求得棱镜材料的折射率n ，必须测出其顶角A 和最小偏向角min δ。

折射率是光波波长的函数非单色光源（如汞灯）发出的光，经过三棱镜折射以后，其中各单色光成分会有不同的偏向角，出射光形成色散光谱线。

偏向角可以分别测量。

一般折射率常用钠黄光或汞绿光而言，记做D n 。

四、实验内容1．分光计的调节（调节要求和方法见前实验）图7-3三棱镜色散2．用汞光灯照亮狭缝，使平行光管出射平行光。

3．将已知棱镜角为A 的待测棱镜按图7-2所示放置于载物台上。

首先，直接用眼睛从棱镜的光线出射面看色散后形成的光谱线。

然后慢慢转动棱镜，大略找出最小偏向角位置T 1，即使谱线往偏向角减小的方向移动。

当棱镜转到某一位置时，谱线不再移动，如果使棱镜继续沿原方向转动，则可以看到谱线反而往相反方向移动，即偏向角反而变大，这个谱线反向移动的转折位置，就是棱镜对该谱线的最小偏向角位置。

1 实验目的 1）熟悉分光计构造以及调节和使用。

2）学习确定最小偏向角的方法。

3）学习测定棱镜的折射率的方法。

2 实验仪器 分光计、平面镜、三棱镜、电源、汞灯。

3.1 实验原理 折射率是描述物质光学性质的物理量。

折射率的大小和物质状态有关，如气体、液体、和固体的折射率是不同的，不同的气体、不同的液体、不同的固体折射率都不相同。

另外物质的折射率还和光波长有关，同样的物质，对不同变成波长的光折射率不同，即光的色散。

对于不同的物质状态折射率的测量方法不尽相同，对于液体常用阿贝折射仪测量；对于固体可有多种测量方法,如偏振法、折射法等。

本实验采用折射法来测量，测量时待测材料应研磨成棱镜作为测量样品。

棱镜是由折射平面组成的光学系统。

具体来说，它是由两个或两个以上的不平行的折射平面围限成的透明介质元件。

它的主要作用，是使通过它的光线的进行方向相对于原来的方向发生偏折。

所以，偏向角是它的主要特征量。

棱镜折射现象（如图45—1）所示。

图中SB 为入射光线，经棱镜折射后成为CS ′光线，两光线间的夹角即为光在棱镜主截面内的偏向角δ。

由图45—1可写出)()(2'2'11i i i i -+-=δ)(2'1'21i i i i +-+=已知： α=+2'1i i ，所以αδ-+='21i i （1）。

对于给定折射角α的棱镜，δ随i 1而变。

当i 1固定时，由于棱镜介质的折射率跟光波长有关，所以不同波长的光将有不同的'2i 。

这样，当入射光为各种波长组成的混合光时，经过棱镜后就分散开了。

这样的棱镜名为色散棱镜。

此外由实验得知，在δ随i 1的改变中，对某一i 1值，偏向角有一最小值δmin。

下面我们来求产生最小偏向角的条件。

由（1）式两边对1i 求导得 1'211di di di d +=δ。

最小偏向角δmin的必要条件是01=di d δ。

具体来说，就是11'2-=di di （2）。

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。