物理实验技术中的折射率测量方法与技巧

实验4(A) 折射率的测定一实验目的验证司乃耳定律并测出液体与透明物质之折射率。

二实验原理1. 光从第一介质射至第二介质时﹐其入射角θi与折射角θr之正弦比值为一定值n﹐即sinθisinθr＝n≡第二介质对第一介质的相对折射率（4.1）2. 若光以入射角θi进入平行透明板﹐经两次折射后﹐射出平行板的另一边﹐其入射光线→AB 与射出光线→CD 必互相平行﹐如图4-1。

图4-1光线由空气进入平行透明板的光路径图若能定出→AB 与→CD 两路径﹐即能测得θi与θr两个角度﹐代回式（4.1）﹐即可求得平行透明物质的折射率。

三实验器材○1半圆形透明塑料盒（半径约6 cm﹐高约3 cm） 1 个∕组○2长方形透明玻璃砖 1 个∕组○3水约800 cc∕组○4长针（约6 cm） 4 根∕组○5保利纶板（约30 cm×20 cm×1.5 cm） 1 块∕组○6量角器1个∕组○7方格纸 2 张∕组○8白纸 2 张∕组○9长尺1把∕组四实验步骤一﹑液体折射率的测定1. 如图4-2 所示﹐塑料盒内盛水（或其他透明液体）半满﹐置于方格纸上﹐方格纸下放置保利纶板﹐调整塑料盒﹐使得塑料盒的直径恰与方格纸的某一直线重合。

图4-2测定半圆形透明塑料盒中透明液体折射率的实验装置示意图2. 过塑料盒的圆心O 处（即在直径的中点）作一垂直线NN'﹐并在圆心处垂直纸面插一长针﹐以确定光线的入射点。

3. 在盒的直径面后方垂直纸面插入一长针A﹐使入射角∠AON 约为10 度。

4. 在盒之圆弧面的一侧﹐透过盒内透明液体观察所插的长针A﹐使长针A 的像与圆心处所插的针在同一视线上﹐并在此视线上垂直纸面插一长针B﹐如图4-3﹐以确定折射光的方向。

图4-3液体折射率测定的实验装置图5. 改变长针A 的位置（即改变角度﹐每次约增加10 度）﹐并重复步骤4.﹐以确定长针B 的位置﹐记录每次长针A 及B 的位置。

6. 先绘出界面直线﹑移去半圆盒﹐然后绘出法线并逐次联机→OA﹑→OB﹐量取并记录各次的入射角θi及折射角θr的角度。

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22mA A n sinsinδ+=。

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。

[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。

测量物体折射率的几种方法摘要：系统而详细地介绍了测量液体和固体折射率的三种方法——掠面人射法、插针法、分光计法，并对其原理和特点进行了分析，这些测量方法都具有原理简单易懂、测量设备和操作方法简便可行的特点 关键词：固体；液体；折射率；测量方法 引言折射率是物质的重要光学参数之一，借助折射率能了解物质的光学性能、纯度、浓度以及色散等性质，其他的一些参数(如热光系数)也与折射率密切相关。

在化工、医药、食品、石油等工业部门及高校实验中，经常要测定一些液体和固体的折射率。

因此，对固体和液体折射率的准确测量，在许多领域都有重要意义。

在固体和液体折射率的测量方法中，有通过测量光线透过三角形样品的最小偏转角法，有通过测量液体和棱镜交界处的临界角法等许多方法。

本文着重介绍测量液体和固体折射率的三种简单实用的方法，给出给中方法的点典型实验装置图，分析给自的实验原理，并对这些方法的特点进行比较，从而得出这些测量方法都具有简单易懂、测量设备和操作方法简便可行的特点。

1 阿贝尔折射仪（略面入射法）阿贝尔折射仪测量液体的折射率是根据全反射原理，通过测量处于临界光线的出射角，从而计算出待测液体的折射率。

1.1 测量原理简介用阿贝折射仪测量折射率，利用的是全反射原理(见图1)。

由图（1）可知：0sin i n n = （1） θγsin sin 0=n （2）γ+=A i 0 或 γ-=A 0i （3）根据图（1）所示情况，（3）式取“-”号；反之，取“+”号。

最后可计算被测玻璃的折射率：（4）式的符号取法与(3)式相同。

由测量原理可知，本方法所测试样的折射率必须小于0n。

1.2 仪器简介阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，如图（2）所示。

望远系统。

光线进入进光棱镜1与折射棱镜2之间有一微小均匀的间隙，被测液体就放在此空隙内。

当光线（太阳光或日光灯）射入进光棱镜1时便在磨砂面上产生漫反射，使被测液层内有各种不同角度的入射光，经折射棱镜2产生一束折射角均大于出射角度i的光线。

分光计测定三棱镜折射率实验报告一、实验目的1. 掌握分光计的使用方法。

2. 了解测量折射率的方法，掌握三棱镜的测量原理。

3. 分析误差，并加以控制。

二、实验仪器和原理1. 实验仪器（1）分光计（2）三棱镜（3）光源2. 测量原理（1）折光定律折射率n的定义是一个介质中的光速与真空中光速之比。

在折射定律中，入射角i、出射角r和折射角t之间的关系式称为折射定律，即n1sin(i)=n2sin(r)n1、n2分别为两种介质的折射率，i、r分别为两种介质中的入射角和出射角，t为两种介质之间的折射角。

（2）三棱镜的测量原理在三棱镜中，通过射入的光线在三棱镜内壁上的多次反射，最终会形成在三棱镜底面上部一条白色光谱带（或称“光条”）。

当白光射入三棱镜中，由于不同波长（或称颜色）的光速和折射率不同，因而白光在反射和折射过程中发生了不同的偏折角，形成了一个色散谱。

我们可以用分光计来准确地测量出不同颜色光线的偏折角，计算出相应的折射率。

三、实验操作及测量数据1. 实验操作（1）待三棱镜达到室温时，用干净的纱布或电纸对三棱镜进行擦拭，以保证表面平整、光滑。

检查三棱镜顶角是否完全磨平。

（2）对分光计反射面进行仔细清洁，要求表面光洁度良好，不得有灰尘等杂质，否则会影响测量结果。

（3）取三棱镜，将其放在分光计的三脚架上，调整使其底面与分光计反射镜保持水平，并用小螺钉使其固定在三脚架上。

调节三棱镜与分光计反射面之间的距离，使得白光尽可能聚焦在样品上。

（4）打开分光计光源，让其发出光线，将其反射到三棱镜上。

（5）调节分光计的光源位置，直到彩色光谱线正确地出现在仪器中约60%处的狭缝中。

此时，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等7种颜色的光线分别经过三棱镜的反射和折射作用，在底面上形成了一条光谱带。

（6）将分光计转至零位置，并调节顶角朝向自己方向。

（7）依次测量不同颜色的光线的偏折角度，并记录数据。

（8）重复以上步骤三次，以保证测量结果的可靠性。

物理学实验测量光的折射率实验目的：通过测量光在不同介质中的折射角，计算出光在不同介质中的折射率。

实验原理：光的折射是由于光从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的光密度不同，光速度改变，导致光线的传播方向改变。

光的折射率定义为光在真空中的速度与在介质中的速度之比。

实验装置：1. 光源：使用一束单色光作为实验光源，确保光的频率和波长稳定。

2. 能够进行角度测量的光学仪器：可以使用光学平台和转盘来固定和调节光学元件的位置和角度，如凸透镜和直角棱镜。

3. 测量仪器：使用测角器或光学尺测量光线的入射角和折射角。

实验步骤：1. 将光源放置在固定位置，并确保光线垂直于光学平台。

2. 在光学平台上放置一个直角棱镜，并将光线发射到棱镜的一条边上，使光线入射角为45度。

3. 使用测角器或光学尺测量光线的入射角和折射角。

注意，入射角是光线与垂直于棱镜边的线之间的夹角，而折射角是光线与与棱镜内部表面的夹角。

4. 将直角棱镜移动到不同的介质中（例如水、玻璃等），重复步骤3，测量光线在不同介质中的入射角和折射角。

5. 根据斯涅尔定律计算光在不同介质中的折射率。

斯涅尔定律表明入射角和折射角之间的正弦比等于两个介质的折射率的比值。

实验数据处理：1. 记录每个介质中光的入射角和折射角。

2. 根据记录的数据计算每个介质中光的折射率。

使用斯涅尔定律中的公式，将每个介质的入射角和折射角代入计算。

3. 取每个介质中光的折射率的平均值作为该介质的折射率。

实验注意事项和误差分析：1. 在测量过程中，确保测量仪器的精度和准确度，避免人为误差。

2. 确保测量的光线稳定，避免外界光源的干扰。

3. 注意测量的环境温度和折射率与温度的关系。

实验结果和讨论：根据实验数据处理的结果，可以得到不同介质的折射率。

通过比较不同介质的折射率可以看出，光在不同介质中的传播速度和方向的变化。

这与光的波动性质和介质之间的相互作用有关。

实验总结：通过本次实验，我们学习了光的折射现象，了解了光在不同介质中传播的规律。

实验题目 测量双棱镜的锐角及折射率一、实验目的1. 学习分光计的调节和使用方法2. 学会用自准法测量双棱镜的锐角及其折射率3. 学会分析实验中出现的干扰的原因，并排除干扰4. 学会独立设计实验方法及步骤 二、实验原理1. 双棱镜锐角的测量如图1-1所示，有两束光1，2分别从A ，B 面和B ，C 面垂直入射，有光的反射定律可知：1，2的反射光与入射光重合是即可保证光线1，2与AB ，BC 面垂直，由双棱镜的光路图可求得被测锐角B ∠与1ϕ相等，其中1ϕ为光线1和2夹角的补角，设光线1所在位置两游标的读数为1θ和2θ，光线2所在位置两游标读数为'1θ和'2θ，则有双棱镜的锐角()()[]'22'111-21-180θθθθϕ-+==∠︒B 2. 干扰像分析及排除由于双棱镜的锐角非常小，从而使得顶角几乎接近180°，故如图1-2和图1-3，当光线从AB 面或BC 面入射时，各面的放射光都会呈现在望远镜的视野中。

先分析图1-2，当望远镜对着AB 面时，望远镜视野中将出现3个像1’，2’，3’，它们分别是光线1，2，3在AB ，AC ，BC 面的放射光，故自准AB 面时，只需找到有三个像的面且对着中间的像测量即可。

对图1-3，当望远镜对着BC 面时，视野中将出现4个像1’，1’’，2’，2’’，它们分别是光线1，2在BC ，AB ，AC ，AB 面的反射光，故用自准法测量BC 面时，其反射光在视野中的最右边，即测BC 面时，只需对着4个像一侧的最右边的像测量即可排除干扰 3. 双棱镜折射率的测量如图1-4所示，光线1和2分别从AB 面以不同的角度入射，其中光线1与AB 面垂直，其所在位置与自准时相同，而光线2则是以3ϕ角入射，其折射光线恰好与BC 面垂直，从而其反射光原路返回，与光线2重合，其折射角2ϕ，有几何知识可知2ϕ和1ϕ相等，也和双棱镜的锐角∠B 相等，故只需求出3ϕ即可，而3ϕ为光线1和2的夹角，自准AB 面时测得光线1的位置为1θ和'2θ，设光线2的位置为''1θ和''2θ,故有()()[]''11''22321θθθθϕ-+-=所以双棱镜的折射率为23sin ϕϕ=n又由于双棱镜的顶角很大，锐角很小，故测得的3ϕ和2ϕ都很小，故双棱镜的折射率可近似为：23ϕϕ=n三、实验仪器分光计、双面反射镜、双棱镜四、实验内容和步骤 1. 分光计的调节望远镜聚焦无穷远：打开分光计内部小电珠电源开关，将双面反射镜放在载物台上，上下调节载物台的高度，使反射镜与望远镜光轴基本重合，锁定望远镜，使其不能转动，然后转动载物台，使望远镜视野中出现绿色“十”字，然后调节望远镜的目镜与物镜的距离，看到绿“十”字最清晰为止，然后调节目镜手轮，使分划板上的叉丝清晰，至此望远镜已经聚焦无穷远。

高中物理实验测量光的折射率与反射率的实验方法为了准确测量光的折射率和反射率，我们可以使用一些常见的实验方法。

本文将介绍一种简单而有效的实验方法来测量光的折射率和反射率。

首先，我们将讨论实验所需材料和仪器，然后详细描述实验步骤，并解释实验原理和数据处理方法。

实验所需材料和仪器：1. 透明介质样品（例如玻璃片、水等）2. 光源（例如激光器、光纤）3. 直尺或千分尺4. 透明容器（例如水槽）5. 直角三棱镜6. 便携式电子衡器（用于测量样品质量）7. 夹子或支架（用于固定光源和样品）8. 光屏（用于接收反射光或折射光）实验步骤：1. 准备工作：a. 确保实验室环境光线较暗，以避免干扰实验结果。

b. 设置直角三棱镜并固定在透明容器内的底部。

确保底部平整并稳定。

c. 将光源固定在距离三棱镜一侧的一定距离处。

确保光源能够发出稳定而强烈的光。

d. 准备光屏并放置在另一个适当的位置以接收反射光或折射光。

2. 测量光的折射率：a. 将透明介质样品放置在透明容器中并固定好。

b. 将光源打开，并将光线投射到三棱镜上，使其沿着一边射入透明容器中的样品。

c. 观察通过透明容器后产生的折射光线的路径。

使用直尺或千分尺测量折射光线的入射角度和折射角度。

d. 重复实验步骤b和c，使用不同入射角度的光线，并记录数据。

3. 测量光的反射率：a. 将样品从透明容器中取出，并确保其完全干燥和清洁。

b. 将光源的位置调整到样品的一侧，使光线与样品表面成一定的入射角度。

确保光线在表面上正常反射，并通过光屏接收反射光。

c. 观察并记录反射光的强度。

d. 重复实验步骤b和c，使用不同入射角度的光线，并记录数据。

实验原理：根据折射定律和反射定律，我们可以计算物质的折射率和反射率。

根据折射定律，光线入射角度和折射角度之间的正弦比等于两种介质的折射率之比。

根据反射定律，入射角度和反射角度相等。

数据处理方法：1. 对于折射实验数据，可以使用折射定律计算折射率。