液体折射率的测定[1]

《液体折射率的测定[1]》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：液体折射率的测定班级：姓名：学号：指导教师：方运良茂名学院技术物理系物理实验室11实验日期：2006年11月23日《液体的折射率测定》实验提要实验课题及任务《液体的折射率测定》实验课题任务方案一：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象，当入射击角为某一极值（掠射）时，会产生一特殊的光学现象，能同时看到有折射光和无折射光的现象，就可以实现液体折射率的测量。方案二：在薄膜干涉中，介质的折射率通过影响光程差造成在相同的条件下，不同介质处的干涉条纹不同的结果，经过

2、分析比较，测量出液体的折射率。学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《液体的折射率测定》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。设计要求（1）通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。（2）选择实验的测量仪器

3、，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。（3）测量5组数据，。（4）应该用什么方法处理数据，说明原因。（5）实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。实验仪器方案一：分光仪、钠光灯、毛玻璃与待测液体，11方案二：读数显微镜、钠光灯、劈尖与待测液体，实验提示方案一掠入射法测介质折射率的原理如图示3-1所示。将待测介质加工成三棱镜，用扩展光源（用钠光灯照光的大毛玻璃）照明该棱镜的折射面，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC进行观测。在界面上图中光线、、的入射角依次增大，而光线为掠入线（入

4、射角为），对应的折射角为临界角。在棱镜中再也不可能有折射角大于的光线。在界面上，出射光、、的出射角依次减小，以光线的出射角为最小。因此，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线。证明：棱镜的折射率与棱镜顶角、最小出射角有如下关系：若在面加折射率为的待测液体，上述关系又如何。方案二在薄膜干涉中，薄膜厚度相同处的上下表面的两反射光的光程差相同，干涉情况相同。因此，形成的干涉条纹是膜厚相同点的轨迹，这种干涉称为等厚干涉。劈尖的干涉现象属于等厚干涉。可在劈尖中间某处滴一滴待测透明液体，(液体不要充满

5、劈尖)，用显微镜分别测量有液滴处条纹和无液滴处条纹，求出液体折射率。11评分标准(10分)（1）正确写出实验原理和计算公式，2分。（2）正确的写出测量方法，1分。（3）写出实验内容及步骤，1分。（4）正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。（5）正确的测量数据，1.5分。（6）写出完整的实验报告，2.5分。(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分)学时分配实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。提交整体设计方案时间学生自选题后2～3周内完成实验整体设计方案

6、并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里11液体折射率测定的设计方案实验目的：1.掌握用掠入法测定液体折射率。2.进一步研究学习显微镜、分光计等仪器的使用。实验仪器：分光仪、钠光灯、直角棱镜(两块)、毛玻璃与待测液体。实验原理：折射率是反映光在两种各向同性媒介质中光速比值的一个物理量。光从一种介质进入另一种介质时，其入射角的正弦跟折射角的正弦之比，被定义为光从介质1进入介质2时的相对折射率，即（1）介质相对于真空的折射率叫做介质的绝对折射率。若以、分别表示介质1和介质2绝

7、对折射率，则介质2相对介质1的折射率（2）。如果介质1是空气，由于空气的绝对折射率仅为1.00028（20℃时），所以，可以近似的将空气的相对折射率看为1。为了测出待测液体的折射率，先测量三棱镜的折射率然后再间接测量待测液体的折射率。11由折射率的定义可以知道：又由几何关系可以知道，从以上三式消去和得（3）因此，只要测出入射角、出射角和三棱镜的顶角即可计算出折射率。在钠灯光源前加上一块毛玻璃，使光线向各个方向散射成为扩展光源，并且使它大致位于AB的延长线上，同时遮住射向BC面的光，那么总可以得到90°角的

8、入射的光线。这光线的出射角最小，称折射极限角。从扩展光源射向AB面的光线，凡是入射角小于90°的，其出射角必大于折射极限角。这样，当面对AC面看出射光时，就会发现在极限角方位有一明暗视场的分界，如图—1所示。把望远镜叉丝对准明暗视场分界，便可以测定出射角的极限方位，再利用自准法测出棱镜面的法线方向，就可以得到极限角，这种方法称折射极限法。将=90°代入式（3）折射率的计算简化为（4）在实际测量中可以把棱镜做成正三棱镜，即其顶角