插针法测量玻璃折射率实验报告

此实验报告共六个方案，其中前三个为实验室可做并已测量数据的方案，第一个方案（最小偏向角法）已测量数据并进行了数据处理。

实验目的：测定玻璃折射率，掌握用最小偏向角法测定玻璃折射率的方法，掌握用读数

显微镜法测定玻璃折射率的方法，复习分光计的调整等，掌握实验方案的比较，误差分析，物理模型的选择。要求测量精度E≤1%。

方案一，最小偏向角法测定玻璃折射率

实验原理：最小偏向角的测定，假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图1所示。

? 图1最小偏向角的测定

转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达到最小值，测出最小偏向角

。可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角的关系式为

实验仪器：分光计，三棱镜。

实验步骤：

1，对分光计进行调节 2， 顶角?的测量

利用自准直法测顶角，如下图所示，用两游标来计量位置，分别称为游标1和游标2，旋紧刻度盘

下螺钉是望远镜和刻度盘固定不动转动游

测液体折射率实验报告

系 级 姓名： 学号: 实验题目: 表面等离激元共振法测液体折射率实验 预习报告与原始数据见纸质报告。 实验步骤：

1.调整分光计，实验部件安装和线路连接已经完成； 2.传感器中心调整

粗调：将微调座放到载物台上，固定好调节架后，在调节架中心放上准星，调节载物台锁紧螺钉使激光光斑至粗调对准处，不断调节平行光管光轴水平调节螺钉与微调座的两颗微调螺钉，使当游标盘转动一圈时，激光光斑一直照在该处；

细调：调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在细调对准处，不断调节平行光管与微调座使当转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在该处；

中心调节：继续调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在准星顶尖处，再次调节使转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在顶尖处。

3.测量前准备调节

中心调节完毕后，移去准星，放入敏感元件，将游标盘和刻度盘调节到合适位置；调整敏感元件使光垂直入射至半圆柱棱镜中的镀金属膜上，拧紧游标盘止动螺钉；转动刻度盘使刻度盘0o对准游标盘0o；拧紧转座与刻度盘止动螺钉，松开游标盘止动螺钉，从此刻开始刻度盘始终保持不动，将游标盘转回至刻度盘所示65o位置处锁定，测量前准备

实验题目 用分光计测量玻璃棱镜折射率

【实验目的】

1、了解分光计的结构并掌握调节和使用方法. 2、掌握测定棱镜角的调整技巧与方法.

【实验仪器】

1、待测三棱镜 2、钠灯

3、分光计(附变压器、平面镜、手持照明放大镜) 4、会聚透镜

【实验原理】

1、 自准直法测量三棱镜的顶角

三棱镜由两个光学面AB和AC及一个毛玻璃面BC构成.三棱镜的顶角是指AB与AC的夹角?.如图所示,自准直法就是使自准直望远镜光轴与AB面垂直,使三棱镜AB面反射回来的小十字像位于准线中央,并由分光计的度盘和游标盘读出这时望远镜光轴

相对于某一个方向OO的角位置?1;再把望远镜转到与三棱镜AC 自准直法测三棱镜顶角

面垂直, 由分光计的度盘和游标盘读出这时望远镜光轴相对于OO的角位置?2.于是,望远镜转过的角度为

''???2??1,三棱镜的顶角??180???.由于制造上的原因,分光计带有一定的偏心差,即分光计的主轴可能

不在分度盘的圆心上,而略微偏离分度盘圆心.因此,望远镜绕过的真实角度与分度盘上反映出的角度有偏差.为了消除这种误差,分光计分度盘上设置了相隔180的两个读数窗口A与B,而望远镜读数则由两个窗口各自读数的平均值来决定.其中

??

南昌大学物理实验报告

课程名称：普通物理实验（2）

实验名称： 空气折射率

学院：专业班级：

学生姓名：学号：

实验地点：座位号：

实验时间：

一、 实验目的：

1.进一步了解光的干涉现象及其形成条件，掌握迈克耳孙干涉光路的原理和调节方法。

2.利用迈克耳孙干涉光路测量常温下空气的折射率。

二、 实验仪器：

迈克耳孙干涉仪、气室组件、激光器、光阑。

三、 实验原理：

迈克尔逊干涉仪光路示意图如图1所示。其中，G为平板玻璃，称为分束镜，它的一个表面镀有半反射金属膜，使光在金属膜处的反射光束与透射光束的光强基本相等。 M1、M2为互相垂直的平面反射镜，M1、M2镜面与分束镜G均成450角；

?表示M2对G金属膜的虚像。 M1可以移动，M2固定。M2 从光源S发出的一束光，在分束镜G的半反射面上被分成反射光束1和透射光束2。光束1从G反射出后投向M1镜，反射回来再穿过G；光束2投向M2镜，经M2镜反射回来再通过G膜面上反射。于是，反射光束1与透射光束2在空间相遇，发生干涉。

M1 L1n1 ? M2激光S G 1 O L2n2 MM2

2

由图1可知，迈克尔逊干涉仪中，当光束垂直入射至M1、M2镜时，两束光的光程差?为

图1

南昌大学物理实验报告

课程名称：普通物理实验（2）

实验名称： 空气折射率

学院：专业班级：

学生姓名：学号：

实验地点：座位号：

实验时间：

一、 实验目的：

1.进一步了解光的干涉现象及其形成条件，掌握迈克耳孙干涉光路的原理和调节方法。

2.利用迈克耳孙干涉光路测量常温下空气的折射率。

二、 实验仪器：

迈克耳孙干涉仪、气室组件、激光器、光阑。

三、 实验原理：

迈克尔逊干涉仪光路示意图如图1所示。其中，G为平板玻璃，称为分束镜，它的一个表面镀有半反射金属膜，使光在金属膜处的反射光束与透射光束的光强基本相等。 M1、M2为互相垂直的平面反射镜，M1、M2镜面与分束镜G均成450角；

?表示M2对G金属膜的虚像。 M1可以移动，M2固定。M2 从光源S发出的一束光，在分束镜G的半反射面上被分成反射光束1和透射光束2。光束1从G反射出后投向M1镜，反射回来再穿过G；光束2投向M2镜，经M2镜反射回来再通过G膜面上反射。于是，反射光束1与透射光束2在空间相遇，发生干涉。

M1 L1n1 ? M2激光S G 1 O L2n2 MM2

2

由图1可知，迈克尔逊干涉仪中，当光束垂直入射至M1、M2镜时，两束光的光程差?为

图1

用双光栅Lau效应测量平板玻璃的折射率

一、实验目的

了解并掌握双光栅Lau效应的基本原理；学会利用双光栅Lau效应法测量平板玻璃的折射率。

二、实验仪器

分光仪1台，钠光灯1台，测微目镜1套，光栅2块，光栅架2个，标准样品1块（n=1.51630），待测样品1块，游标卡尺1把。

三、实验内容

1. 打开钠光灯，3-5分钟后亮度正常；将钠光灯源、平行光管、望远镜调整在

一条直线上；这时在阿贝目镜中应看到清晰的分化板和狭缝像，且狭缝像处于分划板的中央。

2. 将两光栅架套在望远镜筒及平行光管前段，其上分别放置光栅，两光栅间距

建议距离6~8厘米左右；目视两光栅基本平行。

?2）3. 将狭缝逐渐开大，在目镜视场中会看到条状光栅的衍射像（0?1，；调节

栅狭缝的大小，建议：在视场中看到亮的条状光栅的衍射像的宽度和暗条宽度比在1:5~1:2。

4. 仔细调节光栅，直到在各级衍射像的背景上出现平行等间距条纹。 5. 将标准样品放入载物台，记下起始读数，转动载物平台，使衍射像背景上的

条纹移动10条，记下分光计转盘读数；重复三次，将数据填入表格。 6. 取下样品，将待测样品放入光路中，使待测样品的表面垂直光路主光轴； 7. 记下起始读数，转动载物平台，使

测玻璃的折射率复习回顾

1．在做测定玻璃折射率的实验时：

(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab 和cd 时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab 方向 平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab 和cd 上，则测出的n 值将 ．

图甲 图乙

(2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一些, 如图乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a'b' 和c'd'上，则测出的n 值将 .

(3)丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖的两面明显不平行，这时测出的n 将 . 2．如图，画有直角坐标系Oxy 的白纸位于水平桌面上，M 是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x 轴重合，OA 是画在纸上的直线，12P P 、为竖直地插在直线OA 上的两枚大头针，

3

P 是竖直

地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA 与y 轴正方向的夹角，β是直线3

OP 与轴负方向的夹角，只要直线OA 画得合

一、 概况

前景分析：高折射率玻璃微珠生产的反光材料具有良好定向回归反射性能，无须消耗能源。全世界反光材料的玻璃微珠用量超过50000吨/年，我国为8000吨/年左右。

技术水平：高折射率玻璃微珠初期采用一次成型法，存在拉丝、抱团、析晶比例高等缺陷，优点是对玻璃成分要求低，能耗低。随着反光膜生产技术的成熟，一次成型法已难以满足要求，火焰漂浮法（二次成型法）生产的玻璃微珠粒径可调，成品率>90%，可生产多种类型的玻璃微珠。不足之处是对高折射率玻璃的析晶性能要求较高

应用领域：主要有两类：折射率=1.9的，主要用于生产高亮级反光膜、反光服装、反光油墨、反光漆等；折射率>2.1的（超高折射率微珠），主要用于生产工程级反光膜、汽车牌照等。

光学用玻璃微珠，是玻璃工业的一种特种玻璃产品，它具一定的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和完整、均匀、流动性好的特点。其最独特性能是具备玻璃原有的透明度；有着定向反光的回归性能（即：折射率好），特别是用不同于常规玻璃原料制成的高折射率玻璃微珠的应用范围比普通型微珠宽广得多，除了用作高速公路和飞机场的划线漆和各种公路标志板外，还可制成反光服装、反光雨具、交通警夜间值勤用的反光袖等。可大大减少夜间或雨雾天的交通事故，早

一、基本实验要求 1．实验原理

如图所示，当光线AO1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO1对应的出射光线O2B，从而sin θ1P1N

求出折射光线O1O2和折射角θ2，再根据n＝或n＝算出

sin θ2QN′玻璃的折射率．

2．实验器材

木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔．

3．实验步骤

(1)用图钉把白纸固定在木板上．

(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线NN′.

(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针．

(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐线bb′.

(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上P4，使P4挡住P3和P1、P2的像．

(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′.

(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ

1和

sin θ2.

sin θ1(8)改变入射角

实验三 分光计调节及棱镜玻璃折射率的测定

光线在传播过程中，遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射，光线将改变传播的方向，结果在入射光与反射光或折射光之间就存在一定的夹角。通过对某些角度的测量，可以测定折射率、光栅常数、光波波长、色散率等许多物理量。因而精确测量这些角度，在光学实验中显得十分重要。

分光计是一种能精确测量上述要求角度的典型光学仪器，经常用来测量材料的折射率、色散率、光波波长和进行光谱观测等。由于该装置比较精密，控制部件较多而且操作复杂，所以使用时必须严格按照一定的规则和程序进行调整，方能获得较高精度的测量结果。 分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会对它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。对于初次使用者来说，往往会遇到一些困难。但只要在实验调整观察中，弄清调整要求，注意观察出现的现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，在反复练习之后才开始正式实验，一般也能掌握分光计的使用方法，并顺利地完成实验任务。

【实验目的】：

1．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；

2．掌握测定棱镜角的方法；

3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。

【实验仪器】：

分光计（JJY型1’），双面镜，