多種方法測(cè)折射率

用多種方法測(cè)定折射率物理082黃佳麗08180206摘要本文主要是目的是為了熟悉分光計(jì)的調(diào)節(jié)和使用方法，分別用最小偏向角法、掠入射法測(cè)定三棱鏡的折射率，以及自行設(shè)計(jì)一種或多種實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定固體、液體或者氣體的折射率。通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較總結(jié)經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)果。關(guān)鍵字：分光計(jì)、最小偏向角、掠入射法、自行設(shè)計(jì)、折射率一、 引言介質(zhì)的折射率在物理知識(shí)中有很大的作用和意義，其應(yīng)用范圍也十分廣泛。對(duì)介質(zhì)的折射率的測(cè)量的重要性也顯而易見(jiàn)了。如光纖生產(chǎn)廠家必須對(duì)所產(chǎn)光纖有效折射率進(jìn)行精確測(cè)量。在工程上技術(shù)人員經(jīng)常需要確定光纖的有效折射率。然而由于施工及天氣的影響，出廠時(shí)光纖有效折射率的定彪已經(jīng)不準(zhǔn)確。在光纜的維護(hù)過(guò)程中，極小的折射率誤差也會(huì)給施工帶來(lái)極大的困難。利用OTDR測(cè)量光纜的斷點(diǎn)，也要準(zhǔn)確地測(cè)量光纖有效折射率。因此有效折射率的測(cè)量對(duì)于減輕施工的復(fù)雜程度，提高光纜的維護(hù)效率十分重要。二、 實(shí)驗(yàn)原理與方法2.1原理2.1.1分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用用分光計(jì)測(cè)量三棱鏡的折射率是最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)之一。不少學(xué)生不能順利完成該實(shí)驗(yàn),不是因?yàn)槌隽酥R(shí)范圍,而是因?yàn)橐恍W(xué)生沒(méi)有把學(xué)過(guò)的知識(shí)學(xué)以致用。實(shí)驗(yàn)中存在的障礙,通常是不被學(xué)生重視或者被重視但又沒(méi)有徹底槁清楚的小問(wèn)題。下面以學(xué)生型分光計(jì)（JJY型）［1］（結(jié)構(gòu)如圖1所示）為例,作一些分析。21026!C19162524232221026!C1916252423223/20、21圖1分光計(jì)的結(jié)構(gòu)-狹縫裝置2-狹縫裝置鎖緊螺釘3-平行光管4-制動(dòng)架（一）5-載物臺(tái)6-載物臺(tái)調(diào)節(jié)螺釘（3只）7-載物臺(tái)鎖緊螺釘8-望遠(yuǎn)鏡9-目鏡鎖緊螺釘10-分劃板11-目鏡調(diào)節(jié)手輪12-望遠(yuǎn)鏡仰角調(diào)節(jié)螺釘13-望遠(yuǎn)鏡水平調(diào)節(jié)螺釘14-望遠(yuǎn)鏡微調(diào)螺釘15-轉(zhuǎn)座與刻度盤(pán)制動(dòng)螺釘16-望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺釘17-制動(dòng)架（二）18-底座19-轉(zhuǎn)座20-刻度盤(pán)21-游標(biāo)盤(pán)22-游標(biāo)盤(pán)微調(diào)螺釘23-游標(biāo)盤(pán)制動(dòng)螺釘24-平行光管水平調(diào)節(jié)螺釘25-平行光管仰角調(diào)節(jié)螺釘26-狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪分光計(jì)的調(diào)整粗調(diào)首先對(duì)儀器進(jìn)行粗調(diào),消除一些明顯的偏差,可減小調(diào)節(jié)難度,從而大大提高調(diào)整速度,達(dá)到事半功倍的效果。調(diào)節(jié)載物臺(tái)下方的三個(gè)小螺釘,盡量使載物臺(tái)與刻度盤(pán)平行,調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡和平行光管各自的仰角調(diào)節(jié)螺釘使它們的光軸與刻度盤(pán)平行。望遠(yuǎn)鏡的調(diào)整順序望遠(yuǎn)鏡的調(diào)整要依次按步驟進(jìn)行,不能顛倒。首先是對(duì)望遠(yuǎn)鏡的目鏡調(diào)焦,這是為了使眼睛通過(guò)目鏡能清楚地看到圖2所示分劃板上的刻線。這樣就確保在后續(xù)的操作中能看到分劃板上的像是否清晰,只要像能成在分劃板上,就能被看到,避免了實(shí)際有像但觀察不清楚而忙于尋找的情況。其次是調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦,實(shí)質(zhì)是將分劃板調(diào)到物鏡焦平面上。這樣就可以把前方射過(guò)來(lái)的平行光線聚焦在分劃板上。換句話說(shuō),我們通過(guò)目鏡就可以清清楚楚地觀察像在不在分劃板上及在分劃板上的位置。從而有效地指導(dǎo)操作。最后才是調(diào)整望遠(yuǎn)鏡光軸與儀器主軸垂直,這是與調(diào)平載物臺(tái)同步進(jìn)行的一個(gè)步驟。這個(gè)過(guò)程處處用到綠“十”字像,必須在前兩個(gè)步驟的基礎(chǔ)上才能順利完成。1-鏡面反射像-上“十”字線-“十”字窗口

圖2分劃板雙面平面鏡的應(yīng)用原理這里,不僅要會(huì)按教材上的說(shuō)明調(diào)節(jié),還要理解為什么。雙面平面鏡不僅起到反射光線成像的作用,它還起一個(gè)間接調(diào)整載物臺(tái)和望遠(yuǎn)鏡的作用。對(duì)于載物臺(tái),我們的目的是要把它調(diào)水平。但很難找到直接且精確的方法來(lái)調(diào),選擇雙面平面鏡作為直接調(diào)節(jié)對(duì)象從而間接地使載物臺(tái)水平,學(xué)生必須理解這個(gè)原理才能有目的地進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)平面鏡放在載物臺(tái)上,平面鏡所在的平面垂直于載物臺(tái)平面,只有當(dāng)以任何角度放置平面鏡鏡面均為堅(jiān)直平面時(shí),載物臺(tái)才是水平面,也就達(dá)到了目的。而證明平面鏡是豎直面的一個(gè)最有力依據(jù),就是雙面平面鏡的兩個(gè)面對(duì)同一個(gè)十字窗的反射像都成在分劃板上的同一高度,而這一點(diǎn)可以進(jìn)行直觀地觀測(cè)?，F(xiàn)在介紹一種簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方法。正如我們所知,載物平臺(tái)下有三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘,可以改變平臺(tái)臺(tái)面與鉛直軸的傾斜度,所以平臺(tái)的水平狀態(tài)是通過(guò)調(diào)三個(gè)調(diào)節(jié)螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但如果三個(gè)螺釘同時(shí)調(diào),變量有三個(gè),很難控制,考慮一下減少變量的方法。此方法分兩步。第一步,放置平面鏡時(shí)讓平面鏡置在某個(gè)螺釘上方,而且盡量使平面鏡所在的面垂直平分另兩個(gè)螺釘?shù)倪B線。如圖3(a)所示。這樣我們?cè)谡{(diào)整時(shí)只需要調(diào)b或c即可。兩個(gè)面的反射像在分劃板上有將三種位置關(guān)系，如圖4所示。圖4中(a)、(b)所示兩個(gè)像都偏上或兩個(gè)都偏下的情況,說(shuō)明望遠(yuǎn)鏡明顯不水平,僅調(diào)b、C螺釘是不能把兩個(gè)像都調(diào)到上“十”字上的。此時(shí)，可以調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡仰角調(diào)節(jié)螺釘把(a)、(b)兩種情況轉(zhuǎn)化為(c)的狀態(tài)。之后可以用二分之一調(diào)節(jié)法：先把其中一個(gè)像向上“十”字靠攏，移動(dòng)該像致與上“十”字豎直間距的一半，再調(diào)望遠(yuǎn)鏡仰角螺釘使上“十”字與它靠攏致重合，用同樣的方法調(diào)另一個(gè)像，之后反復(fù)調(diào)整可使兩個(gè)像在上“十”字的引導(dǎo)下越來(lái)越向中間靠攏致重合。此狀態(tài)下調(diào)好以后，并不能說(shuō)載物臺(tái)是水平的，只能說(shuō)現(xiàn)在的鏡面是豎直平面,b、c兩個(gè)螺釘?shù)倪B線是水平線。判定一個(gè)平面是水平面，必須有兩個(gè)相交的與之垂直的平面是豎直面才行。a調(diào)節(jié)螺仃，雙面平面境/光抽邁遠(yuǎn)鏡a調(diào)節(jié)螺仃，雙面平面境/光抽邁遠(yuǎn)鏡(a)鏡面通過(guò)a并垂直于b、c連線 (b)鏡面平行于b、c連線圖3載物臺(tái)上雙面鏡放置的俯視圖第二步，把雙面平面鏡與螺釘?shù)南鄬?duì)位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°，如圖3(b)所示。此時(shí)，望遠(yuǎn)鏡和b、c兩個(gè)螺釘都已調(diào)好，不要再調(diào)，只需調(diào)a螺釘。觀察到的兩個(gè)面的像的位置只有圖4中(c)一種情況，用上述同樣的方法即可完成。(a)兩個(gè)像都偏上(b)兩個(gè)像都偏下(c)兩個(gè)像一個(gè)偏上一個(gè)偏下圖4兩面的像在分劃板上的位置 圖5平行光管光軸與望遠(yuǎn)鏡光軸共線平行光管的調(diào)整平行光管的調(diào)整要在調(diào)節(jié)好望遠(yuǎn)鏡之后進(jìn)行，是調(diào)整分管計(jì)整個(gè)過(guò)程中最容

易的一步,但也是最常被學(xué)生忽視的一步,老師在指導(dǎo)時(shí)可作強(qiáng)調(diào)。類(lèi)似于望遠(yuǎn)鏡,平型光管的調(diào)節(jié)也是有順序的,各種教材上都介紹得很清楚。這里只強(qiáng)調(diào)一下狹縫寬度。狹縫寬度本身不易觀察,我們可觀察通過(guò)狹縫的光線的寬度,調(diào)節(jié)狹縫寬度使光線寬度約2-3mm,因?yàn)樘珜挄?huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確度,而太窄則易使光線過(guò)暗不容易觀察。兩次應(yīng)用光學(xué)原理的不同在實(shí)際操作中,對(duì)綠“十”字像的位置一般不會(huì)調(diào)錯(cuò),但在調(diào)節(jié)平行光管水平時(shí)學(xué)生經(jīng)常把光線調(diào)到上水平線上。原因多數(shù)是受前邊操作的影響,還有部分是因?yàn)闆](méi)有搞懂光學(xué)原理。對(duì)于綠“十”字,光源在如圖2(c)所指“十”字窗,經(jīng)過(guò)載物臺(tái)上的平面鏡反射,像的目標(biāo)位置應(yīng)在分劃板上與下方十字窗對(duì)稱的十字線中心。而通過(guò)平行光管的光線沒(méi)有反射的影響,除去幾個(gè)透鏡的折射,總效果還是沿直線方向傳播過(guò)來(lái),這樣分析就很容易理解為什么要把光線調(diào)到圖5所示位置而減小迷惑的成分［2］。用最小偏向角法測(cè)定玻璃三棱鏡的折射率一束平行單色光入射三棱鏡的AB面，經(jīng)折射后由另一面AC射出，如圖6-60所示。入射光和AB面法線方向的夾角i稱為入射角。出射光和AC面法線的夾角i/稱為出射角。入射光和出射光之間的夾角a稱為偏向角。當(dāng)三棱鏡頂角A—定時(shí)，偏向角a的大小是隨入射角的改變而改變的。若調(diào)節(jié)三棱鏡使入射角i等于出射角i/,這時(shí)根據(jù)折射定律可知r=r/，與此相應(yīng)的入射光和出射光之間的夾角最小，稱為最小偏向角，特用§表示。由圖6-60可知：a=(i-r)+(i/-r/)當(dāng)i=i/，r=r/時(shí)，用§代替a，貝y：6=2(i-r)。又因?yàn)椋簉+r/=2r=n-G=n-(n-A)=A，故得所以折射定律可寫(xiě)成sinA+5所以折射定律可寫(xiě)成sinA+52Z.A

sm21)因此，只要測(cè)出三棱鏡頂角A和最小偏向角§，就可以算出三棱鏡玻璃對(duì)該種波長(zhǎng)的單色光的折射率。注意，物質(zhì)的折射率與通過(guò)物質(zhì)的光的波長(zhǎng)有關(guān)。用掠入射法測(cè)定玻璃三棱鏡的折射率設(shè)三棱鏡的折射率為n1，一束光射向棱鏡的折射面AB上，而且n>1。若以1兀單色的擴(kuò)展光源照射分界面AB時(shí)，則從圖1可以看出：入射角為亍的光線I將掠入射到AB界面而折射進(jìn)入三棱鏡并射到AC面，再經(jīng)折射而進(jìn)入空氣.除掠入兀射光線I外，其他光線例如光線II在AB面上的入射角均小于T，因此經(jīng)三棱鏡折射最后進(jìn)入空氣時(shí)，都在光線I'的左側(cè).當(dāng)用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)出射光方向觀察時(shí)，視場(chǎng)中將看到以光線I'為分界線的明暗半蔭視場(chǎng).一般地，待測(cè)物質(zhì)的折射率由如下關(guān)系式算得：

n=sinZAfn2一sin2申一cosZAsin申2.1.4自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)一一用插針?lè)y(cè)玻璃磚的折射率光線射向底面平行的玻璃磚后將在玻璃磚內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而出射光線與入射光線平行。由插針?lè)梢源_定入射光線與出射光線的路徑，而由光線在玻璃磚底面上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)可以確定光線在玻璃磚內(nèi)的傳播路徑，從而能測(cè)出光線射向玻璃磚的入射角i和在玻璃磚內(nèi)的折射角i‘，由n=sini/sini‘即能求出玻璃的折射率。2.1.5自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一一用布魯斯特角測(cè)定折射率一束自然光入射到兩種介質(zhì)分界面時(shí),反射光和折射光的傳播方向遵從反射定律和折射定律，其偏振態(tài)則由菲涅耳公式?jīng)Q定。部分偏振光：由菲涅耳公式可推得（過(guò)程略）：反射光是兩個(gè)振幅不等、振動(dòng)方向相互垂直、非相干的線偏振光的疊加。此光稱為部分偏振光。110 布儒斯特角垂直強(qiáng)于平行豐 豐 豐r平行強(qiáng)于垂直偏振度P:定量描述部分偏振光的偏振程度的物理量。max mmI+1max min部分偏振光：O<P<1。平面偏振光：I=0;P=1;nin自然光：I=I；P=0；一般情況下：反射光為垂直（于入射面）分量強(qiáng)于平行分量的部分偏振光布魯斯特角布魯斯特角當(dāng)反射線垂直于折射線時(shí)，反射光成為線偏振光，且其振動(dòng)矢量垂直于入射面。（現(xiàn)可由菲涅耳公式推得）i10???i+i=90。102?:由折射定律有：nsini=nsin（90。一i）=ncosi110210210?°?tgi二n/n布魯斯特定律：當(dāng)自然光從介質(zhì)nl入射到n2的界面，若入射角滿足以上要求時(shí)：則其反射光為光矢垂直于入射面的線偏振光：折射光為部分偏振光，且反射線與入射線相互垂直。2.2方法用最小偏向角法測(cè)定玻璃三棱鏡的折射率調(diào)整分光計(jì)實(shí)驗(yàn)之前，詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)所介紹的分光計(jì)的構(gòu)造、讀數(shù)方法、調(diào)整方法。調(diào)整分光計(jì)總的要求是：

使望遠(yuǎn)鏡聚焦于無(wú)窮遠(yuǎn)（自準(zhǔn)）。平行光管發(fā)出平行光，狹縫的象調(diào)至約1mm寬。望遠(yuǎn)鏡光軸和平行光管光軸都與分光計(jì)的中心軸相垂直。三棱鏡兩個(gè)光學(xué)面的法線都垂直于分光計(jì)的中心軸。2.1.2待測(cè)件的調(diào)整待測(cè)件三棱鏡的兩個(gè)光學(xué)表面的法線應(yīng)與分光計(jì)中心軸相垂直。為此，可根據(jù)自準(zhǔn)原理，用已調(diào)好的望遠(yuǎn)鏡來(lái)進(jìn)行調(diào)整。將三棱鏡放置在載物臺(tái)上，并且使三棱鏡的三條邊垂直于載物臺(tái)下面的三個(gè)螺絲b、b、b的連線（如圖6-61所示），然后轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)，使三棱鏡的一個(gè)折射面（如Ab面）正對(duì)望遠(yuǎn)鏡，調(diào)節(jié)載物臺(tái)下的螺絲b（注意：此時(shí)望遠(yuǎn)鏡已調(diào)好，不能再調(diào)其水平螺絲），達(dá)到自準(zhǔn)。再旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，1使棱鏡的另一折射面（如AC面）正對(duì)望遠(yuǎn)鏡，調(diào)其螺絲b達(dá)到3自準(zhǔn)（注意：因螺絲b會(huì)影響已調(diào)好的AB面，故不能調(diào)b）,并校核幾次，直22到轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)時(shí)，兩個(gè)折射面都能達(dá)至自準(zhǔn)。2.1.3測(cè)量三棱鏡頂角A測(cè)量方法有自準(zhǔn)法和平行光法等。（1）自準(zhǔn)法：當(dāng)三棱鏡的兩個(gè)折射面都達(dá)到自準(zhǔn)后，就可按照?qǐng)D6-62轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，先使望遠(yuǎn)鏡的光軸與棱鏡AB面垂直（此時(shí)AB面反射的十字絲象應(yīng)與分劃板上方的十字刻線重合），固定望遠(yuǎn)鏡記下兩邊游標(biāo)的讀數(shù)9>9，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使其12光軸與AC面垂直（AC面反射的十字絲象亦應(yīng)與分劃板上方的十字刻線重合），固定望遠(yuǎn)鏡。記下兩邊游標(biāo)讀數(shù)0、109游標(biāo)讀數(shù)0、1020A=180?！?其中帖2知_°10）+（02_°20）］稍微變動(dòng)載物臺(tái)的位置，重復(fù)測(cè)量多次，分別算出各次測(cè)量的頂角，然后求出頂角的平均值。測(cè)量頂角后，應(yīng)去掉目鏡照明器上的光源。（2）平行光法（選做）：把三棱角的頂角A重合或靠近載物臺(tái)中心，并對(duì)準(zhǔn)平行光管（如圖6-63），使平行光管射出的一束平行光被三棱鏡的兩個(gè)光學(xué)面AB、AC反射，將望遠(yuǎn)鏡先后分別對(duì)準(zhǔn)AB及AC面上的反射光，使狹縫像的中心落在分劃板中間的十字刻線的交點(diǎn)圖6—64上，分別記下兩邊游標(biāo)讀數(shù)，若兩次讀數(shù)之差為?，則頂角A為圖6—64生A=24、測(cè)量綠光的最小偏向角S（1） 用汞燈照亮狹縫，將三棱鏡的頂角A放置在載物臺(tái)的中心位置，轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)使三棱鏡處在圖6-64的位置（光學(xué)面AB大致與入射光垂直），根據(jù)折射定律，判斷折射光的出射方向，并將望遠(yuǎn)鏡移到此方向?qū)ふ揖G色光譜線。（2） 找到譜線后，把載物臺(tái)連同所載的三棱鏡一起緩慢往偏向角減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)三棱鏡轉(zhuǎn)到某一位置后，譜線不再沿原方向移動(dòng)，反而向相反方向移動(dòng)，亦即偏向角變大。在這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上三棱鏡對(duì)該譜線而言，就處在最小偏向角的位置了。固定載物臺(tái)，微調(diào)望遠(yuǎn)鏡，使其分劃板中間的十字刻線的交點(diǎn)準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)譜線中心（如圖6-64中1的位置），記下兩個(gè)游標(biāo)的角度讀數(shù)。和e。12（3）轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡至圖6-64中2的位置，使分劃板中間的十字刻線交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)平行光管狹縫象的中點(diǎn)，記下兩個(gè)游標(biāo)的角度讀數(shù)。和。，望遠(yuǎn)鏡在1和2兩位置角度讀數(shù)之差就是望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)過(guò)的角度，即三棱1鏡0對(duì)該20譜線的最小偏向角為了消除儀器的“偏心差”應(yīng)該取兩個(gè)游標(biāo)中測(cè)出的角度的算術(shù)平均值，這才是該譜線的實(shí)際最小偏向角。（4） 按6=Ib1 10）+（°220』計(jì)算最小偏向角6（差值（e-0）和（e-e）應(yīng)取絕對(duì)值）。重復(fù)測(cè)量多次，分別算出各次的最小偏向角，然后求出其220平均值6，數(shù)據(jù)表格自擬。（5） 將算出的頂角和最小偏向角之平均值代人式（6-77），求出其平均值。用掠入射法測(cè)定玻璃三棱鏡的折射率將分光計(jì)調(diào)節(jié)好，包括將望遠(yuǎn)鏡對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)調(diào)焦，并使其光軸垂直于儀器的轉(zhuǎn)軸；調(diào)節(jié)棱鏡的主截面也垂直于儀器主軸．按圖3所示，將待測(cè)液體滴1?2滴在直角棱鏡的AB面上，用9Oo角作為棱鏡頂角（ZA），并用另一輔助棱鏡ABC'之一個(gè)表面AB，與AB面相合，使液體在兩棱鏡接觸面問(wèn)形成一均勻液層，然后置于分光計(jì)棱鏡臺(tái)上．先用眼睛在出射方向觀察半蔭視場(chǎng)．仔細(xì)調(diào)節(jié)使半蔭視場(chǎng)的分界線位于棱鏡臺(tái)近中心處，將望遠(yuǎn)鏡叉絲對(duì)準(zhǔn)分界線，記下兩游標(biāo)讀數(shù)（匚v2），重復(fù)幾次，取平均值．4?利用自準(zhǔn)直方法，測(cè)出AC面的法線方向，記下兩游標(biāo)讀數(shù)（v1,v2）.重復(fù)幾次，取平均值，則1申二［（v‘-v）+（V-v）］211225?將9值代入公式，計(jì)算n，進(jìn)行誤差分析.自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定玻璃的折射率——插針?lè)?、測(cè)布魯斯特角（1）、插針?lè)?．插針將一張八開(kāi)的白紙或坐標(biāo)統(tǒng)，平鋪在繪圖板上，用圖釘或透明膠帶固定，玻璃磚平放在紙中央。取一枚大頭針，緊貼玻璃磚上底面AE的中點(diǎn)附近，垂直插牢在圖板上。插針點(diǎn)為O點(diǎn)，取第二枚大頭針，垂直插在O點(diǎn)左上方的O點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)者的眼睛在玻璃磚下底面CD的下方，沿水平方向透過(guò)玻璃磚觀察插在0、0點(diǎn)處的大頭針，移動(dòng)觀察位置，使兩枚大頭針位于一直線上。然后在玻璃磚下1

底面CD的下方，沿著OO的方向再在點(diǎn)。2、。彳處插兩枚大頭針，觀察者應(yīng)看到插在q、o、o、。彳的四枚大頭針在一直線2上。拔下大頭針，標(biāo)好插針點(diǎn)O］、0、。2、O3。筆尖貼緊玻璃磚畫(huà)下它的輪廓線AECD，如圖5.1—1所示。 用量角器在圖5.1— 用量角器在圖5.1—2上量出入射角i及折射角i',代入折射定律公式n=sini/sini'計(jì)算出折射率n。 如圖5.1—2所示，延長(zhǎng)00'，以0為圓心，R(大于100毫米)為半徑作圓，分別與入射光線0卩交于P，與折射光線00'的延長(zhǎng)線交于P'。過(guò)PP'作NN'的垂線，垂足分別為BB'，岡I」作圖取走玻璃磚，連直線00、OO3,延長(zhǎng)。彳。?交DC邊干0‘，連00'。過(guò)點(diǎn)0作AE的垂線NN',則0卩為入射光線，00'3為折射光線，0N為法線，Z0』N為入射角i,Z0,0N'為折射角i‘，如圖5.1—2所示。 1測(cè)量計(jì)算根據(jù)圖5.1—2，有兩種計(jì)算折射率的方法。

sini=PB/R

sini'=p/B'/R

n=sini/sini'=PB/P‘B'

用鋼直尺測(cè)出PB及P‘B',代入上式即可計(jì)算出折射率。（2）用布魯斯特角測(cè)定1、 讓自然光垂直入射透明玻璃。2、 固定玻璃架，是玻璃可以轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)盤(pán)上可以讀出玻璃轉(zhuǎn)過(guò)的角度。3、 尋找反射光，讓反射光經(jīng)過(guò)偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，在偏振片后的白屏上觀察該光是否為偏振光。4、 轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃，對(duì)折射光進(jìn)行測(cè)定，知道找到偏振光為止，記錄下布儒斯特角度，進(jìn)行計(jì)算。三、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析用最小偏向角法測(cè)定玻璃三棱鏡的折射率.Asm2.Asm2計(jì)算的三棱鏡的折射率為n=1.6521）準(zhǔn)直法測(cè)定頂角\eie10e2e20a=180-i/2[(e-e“)+(e.-e」]1A=1/2(A+A)121203。33‘23o33‘264o22‘84ol8‘59o58‘59o5「2245o35‘167oO5‘3O5o44‘125ol4‘59o45‘（2）測(cè)量最小偏向角\e1e10e2e205=1/2[(e-e1)+(e-e)]102205=1/2(5+51)219Oo59‘14Oo58‘27Oo58‘322o4‘49o59‘51o9‘274o44‘124o34‘263o38‘32Oo4‘