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1、实验题目： 液体折射率测定 液体折射率测定的设计与实现实验任务1 调节分光计满足测量条件2 用掠入射法或最小偏向角法测量出透明液体的折射率实验要求 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式， 在此基础上写出该实验的实验原理。 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 测量5组数据，。 应该用什么方法处理数据，说明原因。 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。实验仪器分光计哦（不提供平面镜）、钠光灯、三棱镜、黑玻璃、水槽、水实验提示掠入射法测介质折射率的原理如图示3
2、-1所示。将待测介质加工成三棱镜，用扩展光源（用钠光灯照光的大毛玻璃）照明该棱镜的折射面AB，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC进行观测。在AB界面上图中光线、的入射角依次增大，而光线为掠入线（入射角为），对应的折射角为临界角。在棱镜中再也不可能有折射角大于的光线。在AC界面上，出射光、的出射角依次减小，以光线的出射角为最小。因此，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线。证明：棱镜的折射率与棱镜顶角A、最小出射角有如下关系：若在AB面加折射率为n的待测液体，上述关系又如何。评分参考(10分) 正确写出实验原理和计算公式，2分。 正确的写出测量方法，1分。 写出实验内容及步骤，1分
3、。 正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。 正确的测量数据，1.5分。 写出完整的实验报告，2.5分。(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分)学时分配实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。提交整体设计方案时间学生自选题后23周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求电子版。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。实验题目：液体折射率测定实验目的：1. 进一步加深对分光计的认识，掌握调整和使用分光计的方法2. 掌握用掠入射法测量棱镜折射率。3 掌握用掠入射法测液体折射率。实验仪器：分光仪、钠光灯、毛玻璃与待测液体，实验原理：液体折
4、射率的测定 - 掠入射法 光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象，当入射角为某一极值（掠射）时，会产生一特殊的光学现象，能同时看到有折射光和无折射光的现象，用望远镜看到的视场是半明半暗，中间有明显的明暗分界线。利用这现象就可以实现固体和液体折射率的测量。 1.棱镜折射率的测定 用扩展光源（用钠光灯照光的大毛玻璃）照明该棱镜的折射面，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC进行观测。在界面上图中光线、的入射角依次增大，而光线为掠入线（入射角为90）的折射角为临界角。在棱镜中再也不可能有折射角大于的光线。在界面上，出射光、的出射角依次减小，以光线的出射角为最小。因此，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中
5、间有明显的明暗分界线。棱镜的折射率与棱镜顶角、最小出射角即极限角，有如下关系由于A60，由公式可知：只要测出极限角i，就可以计算棱镜的折射率。测出明暗分界线方向以及AC面的法线方向，这两个方向间的夹角就是i。折射光线C方向及AC面的法线方向测量方法将棱镜置于载物平台上。先用眼睛直接观察平行光经棱镜折射后的出射方向，再将望远镜转至该出射方向，使在望远镜中清楚地看见由钠灯发出的光经棱镜后的光线。然后缓慢地转动载物平台，让入射光线与AB面调至确定折射光线移动方的转折位置，然后固定平台。转动望远镜，使双十字叉丝的竖直线对准折射光线，记录与望远镜在该明暗光线分界位置（即C光线）相应的两个游标读数和再转动
6、望远镜，使双十字叉丝竖直线对准平行光的狭缝像，记录与AC面垂直的光线角度相应的两游标读数和i= （）（）2在测量望远镜转过的角度时，要注意游标是否经过了刻度盘的零点。如果过了，则必须在相应的读数上加上360后再计算2.液体折射率的测定 将折射率为n的待测液体，放在已知折射率为n1（nn1）的直角棱镜的折射面AB上，若以单色的扩展光源照射分界面AB，则入射角为/2的光线将掠射到AB界面而折射进入三棱镜内，其折射角ic应为临界角。从图5-5-1可以看出应满足关系当光线射到AC面，再经折射而进入空气时，设在AC 面上的入射角为，折射角为，则有 除入射光线外，其他光线如光线在AB面上的入射角均小于/2
7、，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，在视场中将看到以光线为分界线的明暗半视场，如图所示。当三棱镜的棱镜角A大于角ic时，由图552可以看出，A、ic和角有如下关系 可得 实验步骤1.按照分光计的调节要求和方法，调节分光计粗调（目测）（1）分别调节望远镜和平行光管倾斜螺丝，使望远镜和平行光管基本水平（2）调节平台下面的三颗螺丝，使台面基本水平细调（1）调节望远镜聚焦于无穷远 a.点亮小灯，调节目镜，看清双叉丝。 b把棱镜光学面靠近物镜，调节调焦螺母，看清“”字像（2）调节望远镜光轴、平台台面分别与仪器转轴垂直Z 1Z 3Z 3Z 2图一Z 1Z 2
8、图二Z 1Z 3图三Z 2a.图一：Z 3、望远镜倾斜螺丝各调一半，使“”字像与上叉丝重合。b.图二：Z 1、望远镜倾斜螺丝各调一半，使“”字像与上叉丝重合。C.图三：只调Z 2，使“”字像与上叉丝重合。（3）调节平行光管发出平行光，其光轴与仪器转轴垂直a点亮钠灯对准狭缝装置，前后移动狭缝装置，看清狭缝像b调节缝宽调节螺丝，使狭缝像细锐c狭缝转90，调节平行光管倾斜螺丝，使狭缝像与下叉丝重合d狭缝又转90(竖直方向)2如原理1中，将望远镜移至与AC面垂直，然后调整分光仪，使反射光的十字叉丝与望远镜的十字叉丝重合，即找到AC面的法线，此时读数为和；3. 顺时针转动望远镜，在AC面找到掠射线的出射
9、线，看到的视场为左亮右暗，确定无误后，此时读数为和；4重复步骤1、2，共测量五组数据；5 往AB面上滴上测量液体后，如同步骤1、2，望远镜与AC面垂直时的读数为和；在AC面找到掠射线的出射线时的读数为和，共测量五组数据。注意事项1.自查数据。第一：检查每次测量的数据左右游标是否对差是否在允许范围内。第二：检查重复测量时数据的重复性。2.实验时，要注意保护仪器，手不能触摸棱镜光学面。 3.测量液体折射率时，液体不能滴太多，以免弄湿仪器。实验完毕要擦试干净。4.实验完毕要整理仪器，打扫卫生，保持实验室整洁。实验数据表1：棱镜的折射率12345表2：液体的折射率12345数据处理棱镜极限角平均值：
10、= =棱镜A类不确定度： =因为所以 =/=不确定度=同理可得出加液体后极限角平均值：液体A类不确定度： =因为所以 =/ =总不确定度= 所以棱镜折射率：液体的折射率：棱镜总不确定度：=0.6383 液体的总不确定度：=0.5446=0.001所以液体的相对不确定度为：最终结果： 液体的折射率： 实验心得：通过实验我们做实验的自主性增强了，虽然做实验比较麻烦，但设计性实验的设计中，我们查找了很多资料，通过上网，图书馆的资源。我们通过了努力终于做成了实验我们感到了一种成功的喜悦，我觉得学校应该有更多这样的实验以便更好的提升我们的动手能力，这样的实验应该办下去而且增加其选择。值得一提的是我在实验过程中，请教不少的同学和老师。没有与老师及同学的交流，实验是不会这么顺利的。交流是治学一种重要途径。 总之在做实验的时候要认真，要听从老师的建议就能把实验做好。表1：棱镜的折射率12345表2：液体的折射率123451
