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用掠入射法测定透明介质 ( 液体 ) 的折射率

用掠入射法测定透明介质 ( 液体 ) 的折射率. 实验目的. 学习掌握用掠入射法测定液体的折射率 ．. 实验仪器. 分光计，三棱镜，单色光源 ( 钠灯 ) ，待测液体 ( 水、酒精 ) ，毛玻璃屏．. 实验原理. 将折射率为 n 的待测物质放在已知折射率为的直角棱镜的折射面 AB 上，且 ．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 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．. (b). （ a ）. 图 2. 图 1.

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用掠入射法测定透明介质 ( 液体 ) 的折射率

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Presentation Transcript

  1. 用掠入射法测定透明介质(液体)的折射率

  2. 实验目的 学习掌握用掠入射法测定液体的折射率．

  3. 实验仪器 分光计，三棱镜，单色光源(钠灯)，待测液体(水、酒精)，毛玻璃屏．

  4. 实验原理 • 将折射率为n的待测物质放在已知折射率为的直角棱镜的折射面AB上，且 ．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 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． (b) （a） 图2 图1

  5. 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 ，因此经三棱镜折射最后进入空气时，都在光线 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 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： • 如果棱镜 ，则上式简化为 • 图2给出了 的情形，图2(a)、2(b)分别对应于 与 两种情况．请考虑当 时，计算折射率公式将有何变化?观察的现象有何变化?

  6. 实验内容 • 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900角作为棱镜顶角( )，并用另一辅助棱镜 之一个表面 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． • 3.先用眼睛在出射方向观察半荫视场．仔细调节

  7. 图3 • 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( )，重复几次，取平均值． 4.利用自准直方法，测出AC面的法线方向，记下两游标读数( )．重复几次，取平均值，则 5.将 值代入公式，计算 ，进行误差分析．

  8. 注意事项 • 注意审查看到的现象是否准确？（如何判断？） • 辅助棱镜的作用是让较多的光线能投射到液层和折射棱镜的AB面上，使观察到的分界线更为清楚。两棱镜之间的液层一定要均匀，不能含有气泡。滴入液体不宜过多，避免大量渗漏在仪器上。 • 当改换另一种被测液体时，必须将棱镜擦试干净。

  9. 思考 • 怎样应用掠入射法测定玻璃棱镜的折射率?简要说明实验方法，并推导折射率的计算公式．

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