用掠入射法测定透明介质的折射率

实验 用掠入射法测定透明介质的折射率

实验人： 学号： 实验时间： 实验概述

【实验目的及要求】

1、掌握用掠入法测定液体的折射率；

2、了解阿贝折射计的工作原理，并熟悉其使用方法。

【仪器及用具】

分光计，三棱镜(两块)，单色光源(钠灯)，待测液体(水、酒精)，读数小灯，毛玻璃屏．

【实验原理】

1.将折射率为n的待测物质放在已知折射率为n1的直角棱镜的折射面AB上，且nn1．若以单色的

扩展光源照射分界面AB时，则从图1可以看出：入射角为2的光线I将掠入射到AB界面而折射进入三

棱镜并射到AC面，再经折射而进入空气．除掠入射光线Ⅰ外，其他光线例如光线Ⅱ在AB面上的入射角

均小于2，因此经三棱镜折射最后进入空气时，都在光线I’的左侧．当用望远镜对准出射光方向观察时，

视场中将看到以光线I’为分界线的明暗半荫视场．一般地，待测物质的折射率由如下关系式算得：

22nsinAnsincosAsin 1

如果棱镜A90，则上式简化为

22nnsin 1

0图2给出了A90的情形，图2(a)、2(b)分别对应于时，计算折射率公式将有何变化?观察

0AiC与AiC两种情况．AiC请考虑当

图1 图2

（a）（b）

2、阿贝折射计原理

阿贝折射计也是根据全反射原理设计的，它有两种工作方式，即透射式和反射式。阿贝折射计中

’’’

的折射棱镜ABC和照明棱镜ABC都是直角棱镜，由重火石玻璃制成。

透射式阿贝折射计测量光路如图3所示。照明棱镜的AB面红磨砂，使透射式测量作漫反射光源用。将折射率为n的待测物质放在折射率为n1的直角棱镜的斜面上，其棱角为A，并用光源S照明。如果介质的折射率n’’

实验内容

【实验方案设计】（测量及调节方法）

1.将分光计调节好，包括将望远镜对无穷远调焦，并使其光轴垂直于仪器的转轴；调节棱镜的主截面也垂直于仪器主轴．

2.按图3所示，将待测液体滴1～2滴在直角棱镜的AB面上，用90角作为棱镜顶角(A)，

0

并用另一辅助棱镜ABC之一个表面AB与AB面相合，使液体在两棱镜接触面问形成一均匀液层，然后置于分光计棱镜台上．

图3

3.先用眼睛在出射方向观察半荫视场．仔细调节使半荫视场的分界线位于棱镜台近中心处，将望远镜叉丝对准分界线，记下两游标读数(v1,v2)，重取平均值．

4.利用自准直方法，测出AC面的法线方向，记下数(v1,v2)．重复几次，取平均值，则

两游标读复几次，

5.将值代入公式，计算n，进行误差分析．

液体折射率的测定：参照图4进行操作。

v1)(v2v2)][(v112

射率．

6.依同样方法，重复以上步骤，测定另一种液体的折

1、转动棱镜的锁紧手柄（10），打开棱镜组，用脱脂无水酒精将棱镜面轻轻地擦干净。

棉沾一些

2、用蒸馏水对阿贝折射计进行读数校正。在照明棱镜的磨砂面上滴上一二滴蒸馏水，合上棱镜，旋紧棱镜锁紧手柄，使液膜均匀、无气泡，并充满视场。调节两反光镜（4）及（12），使两镜筒视场明亮。旋转手轮（2）使棱镜组（11）转动，这时在望远镜视场中可观察到明暗分界线上下移动，旋转阿米西棱镜手轮（8），使视场中除去黑白二色外无其它颜色。将分界线对准十字叉丝中心，于是在读数镜视场右边所指示的刻度值应为水的折射率n（n=1.3330）。如不相符，则可微动仪器上的校正螺旋，使之完全相同。这样，折射计的读数就得到校正。

3、重复步骤1，并将被测液体装入仪器中；调节反光镜（4）和（12），使两镜筒视场明亮；旋转手轮（2）使棱镜组（11）转动，这时在望远镜视场中可观察到明暗分界线上下移动，旋转阿米西棱镜手轮（8），使视场中除去黑白二色外无其它颜色。将分界线对准十字叉丝中心，于是读数镜筒视场右边所指示的刻度，即为被测液体的折射率n的读数。

【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）

【数据处理及结果】

【讨论】

指导教师评语及成绩 【评语】

成绩： 指导教师签名： 批阅日期：