掠入射法测量棱镜的折射率实验报告

一、实验名称:掠入射法测量棱镜的折射率

二、实验目的：

掠入射法测定棱镜的折射率。

三、实验器材：

分关计、钠光灯（波长?0=589.3nm）、棱镜、毛玻璃。

四、实验原理：

如图所示为掠入射法。用单色扩展光源照射到棱镜AB面上，使扩展光源以约90o角掠入射到棱镜上。当扩展光源从各个方向射向AB面时，以90o入射的光线的内折射角最大，为i2max，其余入射角小于90o的，折射角必小于i2max，出射

?，而大于90o的入射光不能进入棱镜。这样，在AC侧面观察时，将角必大于i1min出现半明半暗的视场。明暗视场的交线就是入射角i1?90o的光线的出射方向。可以证明：

???cos??sini1min n????1 sin???2

掠入射法

五、实验步骤：

1、由于扩展光源辐射进棱镜的入射角度具有一定的范围，因此在AC出射面观察出射光时，可看到入射角满足i1min?i1?90o的入射光线产生的各种方向的出射光形成一个亮区，存在两条明暗交界线。合理摆放钠光灯光源与棱镜入射面的位置，在望远镜中找出这个亮区。

2、旋转载物台，使入射到棱镜入射面的光线越来越少，当光源只有入射角约

90o的入射光线射入棱镜，望远镜中观察到的视场将由亮区慢慢收窄成为一条清

晰的细亮线，此时的亮线就是入射角i1?90o的光线的出射方向。记录此时亮线的角度i1min。

3、测量棱镜的顶角?，计算棱镜折射率。

六、实验数据记录:

棱镜顶角的测量数据

次数 1 2 3 最小出射角测量数据

次数 1 2 3 ?1左 ?1右 左?2 右?2 ? ? ?1左 ?1右 左?2 右?2 i'1min

七、数据处理：

1、由棱镜顶角的测量数据可得：

59.5o15??59.5o37??60o16??59.5o02?=59.5o38? 平均值?=4

2、测量不确定度

?????X?X?ii?1n2noo2oo2oo2oo2??59.538??59.515????59.538??59.537????59.538??6016????59.538??59.502??5 ?0o4'所以???????59.5o38??0o4'

3、由最小出射角测量数据可得：

?平均值i1min39.5o18'?39o02'?39o06'?39.5o08'??39o28'

4??i1min???i1min??39o28'?0o4' 所以i1min

???cos??sini1min4、由 n????1 可得：

sin???2???cos59.5o38??sin39o28'??cos??sini1min n????1?1.59 ??1??osin?sin59.538????????n???n???0.07 ?n????????i1min???????i1min?所以n?n??n?1.59?0.07

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