测量玻璃砖的折射率

一、实验目的测量玻璃的折射率。二、实验原理如图13-1-17所示，当光AO以一定的入射角度穿过平行边的玻璃砖时，通过插针法找到与入射光AO相对应的出射光Ob，从而确定玻璃砖中的折射光OO，测量入射角度1和折射角2，根据n=计算玻璃的折射率。三。实验设备玻璃砖、白纸、木板、四个图钉、四个图钉、量角器、三角形(或尺子)、铅笔。四.实验步骤1.用图钉把白纸固定在板上。2.在白纸上画一条直线aa来代表两种介质的界面，通过aa上的点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光。3.将矩形玻璃块放在白纸上，将一条长边与aa对齐，并画出另一条长边bb。4.在AO线段上垂直插入两个引脚P1和P2。5.透过玻璃砖bb一侧的玻璃砖观察图钉P1和P2的图像，调整视线方向，直到P1的图像被P2的图像挡住；然后在bb 侧插入两个图钉P3和P4，这样P3可以屏蔽P1和P2的图像，P4可以屏蔽P1和P2的图像以及P3本身。6.取出玻璃块，分别写下P1、P2、P3和P4的位置。穿过P3和P4，使直线OB与bb 在O 相交，连接O，O ，OO 是玻璃块中折射光的方向，AON是入射角1，O ON 是折射角2。7.用量角器测量入射角1和折射角2，找出它们的正弦值，并将这些数据填入记录表格。8.用上述方法计算入射角分别为15、30、45、60和75时的折射角，求出入射角和折射角的正弦值，并记录在表格中。9.计算不同入射角的数值，比较它们是否接近常数，并计算几个实验中测量数据的平均值，即玻璃的折射率。一、其他数据处理方法1.找到入射光和折射光后，以入射点o为圆心，以任意长度为半径画一个圆，分别在点C和点D与点AO相交，分别通过点C和点D与NN相交，用直尺测量CC和DD的长度，如图13-1-18所示。因为sin 1=，sin 2=。co=do，所以折射率：n1=。重复上述实验，获得每次折射率的计算值，然后取平均值作为玻璃砖折射率的测量值。2.根据折射定律，n=，所以sin2=sin1。在多次改变入射角、测量相应的入射角和折射角并计算其正弦值的基础上，建立了以sin 1值为横坐标、sin 2值为纵坐标的直角坐标系，如图13-1-19所示。追踪数据点，连接数据点以获得穿过原点的直线，并求解图形线的斜率。如果斜率是k，那么k=，那么玻璃砖的折射率是n=。二。有关注意事项1.在实验中，玻璃砖在纸上的位置不能移动。2.手拿玻璃砖时，手只能触摸玻璃的粗糙表面或边缘，不能触摸光滑的光学表面。严禁用玻璃砖作为尺在玻璃砖的另一面画bb。3.引脚应垂直插入在白纸上，玻璃砖两侧的两个引脚P1和P2以及P3和P4之间的距离应更大，以减少确定光路方向时造成的误差。4.在实验中，入射角1不应过小，否则测量角度误差会增大。入射角不应该太大，因为当入射角太大时，折射光太弱。5.为了减少实验误差，应改变入射角并重复实验，因此每次实验得到的插孔应编号，以避免混淆。6.玻璃砖应具有较大的宽度，最好超过5厘米。如果宽度太小，测量误差会很大。练习1。用三棱镜测试玻璃的折射率。首先把三棱镜放在白纸上，插上两个别针P1和P2(2)为了测量棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_ _ _ _ _ _ _。在图上标出它们，并标出传播方向。(3)计算折射率的公式为n=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(1)如图13-1-21所示，o中的直线交点AB通过P1和P2，o中的直线交点AC通过P3和P4，连接OO是棱镜中光的光路图(用箭头标出)。(2)如图13-1-21所示，还应测量入射角1和折射角2。(3) n=。方法概述用插针法测量玻璃的折射率不受玻璃砖两面是否平行的限制。只要光的入射方向和出射方向以及相应的界面用插针法制作，最后制作出内部折射光，就可以根据折射定律得到玻璃的折射率。练习2。如图13-1-22所示，一位同学用插针法测量一个半圆形玻璃砖的折射率。引脚P1和P2垂直插入在平面白纸上，以确定入射光，入射光通过圆O的中心。引脚P3垂直插入在玻璃砖(图中实线部分)另一侧的纸面上，以阻挡P1和P2的图像并连接OP3。图中，MN为界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B和C为入射光、折射光和圆的交点，AB和CD垂直于法线，分别与A和A相交(1)设置AB长度为l1，AO长度为l2，CD长度为l3，DO长度为l4。为了更方便地表示玻璃砖的折射率，如果需要用刻度尺来测量，玻璃砖的折射率可以表示为N=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)在插入销P3之前，学生不小心将玻璃砖顺时针转动了一个小角度，以O为圆心，从而测量玻璃砖的折射率至_ _ _ _ _ _(选择“小”、“大”或“常数”)。(1)如图