几种不同的方法测定玻璃的折射率.doc

内容摘要:本文采用了几种不同的方法测定玻璃的折射率,:最小偏向角法测定玻璃的折射率,读数显微镜法测定玻璃的折射率,插针法测定玻璃的折射率,）
图4测定最小角1 图5测定最小角2
ⅱ刻度内盘固定。缓慢转动载物台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察。
ⅲ当载物台转到某一位置，该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物台，可看到谱线反而往相反的方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。
ⅳ反复实验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录此时分光计的读数。
ⅴ转动载物台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2倍，即

表1：玻璃顶角
角
度
次
数
1
2
3
项目
表2：最小偏向角
次
数
1
2
3

①玻璃的顶角A
分光计的B类误差：
②最小偏向角
分光计的B类误差：
=
③玻璃折射率n
2 用布儒斯特角法测玻璃折射率

布鲁斯特角装置，方玻璃砖，三棱镜，激光器，光具座。

非金属镜面的反射。当自然光从空气照射在折射率为n的废金属面（如玻璃、水等）上时，反射光与折射光都将成为部分偏正光。当入射角增大到某一特定值时，镜面反射光成为完全偏振光，其振动面垂直于入射面，这时入射角称为布鲁斯特角，也称起偏振角，由布鲁斯特定律得tan=n。其中n为折射率。

①如图2，在起偏器P1后，插入测布鲁斯特角装置，再在P1和装置之间插入一个带小孔的光屏。调节玻璃平板，使反射光束与入射光束重合。记下初始角。
②一面转动玻璃平板，一面同时转动起偏器P1，使其透过方向在入射面内。反复调节直到反射光消失为止，此时记下玻璃平板的角度，重复测量三次，
求平均值，算出布鲁斯特角。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ：激光器 Ⅱ：起偏器 Ⅲ：带小孔光屏 Ⅳ：玻璃三棱镜
P2
图2

次数
角度
1
2
3

①玻璃的布鲁斯特角
读数盘产生的B类误差：
②玻璃的折射率n
3 掠入射法测定玻璃折射率

采用掠入射法测量棱镜折射率，如下图所示，用单色面扩展光源（钠光灯前加一块毛玻璃）照射到棱镜AB面上。当扩展光源出射的光线从各个方向射向AB面时，以90°入射的光线1的内折射角最大为，其出射角最小为；入射角小于90°的，折射角必小于，出射角必大于；大于90°的入射光线不能进入棱镜。这样，在AC面用望远镜观察时，将出现半明半暗的视场（如下图所示）。明暗视场的交线就是入射角为=90°的光线的出射方向。
由折射定律可知折射率，即，由几何知识可以得到：，
即。
而
=
【3】
从此可以看出，只要测得和顶角A就可求得该三棱镜的折射率，而就是入射角i=90°时明暗视场分界线方位与法线方位的夹角。
原来的掠入射法实验中明暗视场的分界线就是90°入射光线的出射线，但由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC出射面观察出射光时，可看到入射角满足°的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区；>90°的入射光线被毛面BC面挡住不能进入棱镜而在出射面形成暗区；在<的区域由于没有光线进入棱镜，在出射面相应的区域形成暗区。结果望远镜中出现的视场如图（a）所示，为一亮柱，存在着两条明暗分界线。如果我们顺时针缓慢旋转载物台，随着入射光线角度的不断增大，如图（b）所示，能够进入到棱镜的光线不断减少；2线的入射角增大到约90°，一线的入射角大于90°；入射角大于2线的其他光线，由于角度不断增大且大于90°，因此被BC面挡住不能进入棱镜；角度
小于2线的光线，其入射角的不断增大，出射光线的出射角不断减小。随着出射光线的减少和出射角的减小，导致出射角最大的光线与最小的光线之间的夹角不断减小，从AC面射出光线的角度范围不断地收窄，因此望远镜中观察到的亮柱不断地收窄，如图（b）所示。若进一步旋转载物台，使光源只有入射