测量棱镜玻璃折射率的新方法

　　测定三棱镜玻璃折射率的实验是普通物理实验的基础实验课题,同时具有较高的实用价值.在实验室里通常采用测量最小偏向角的方法进行测量.这种方法容易操作,也很方便.但是,用此方法测量偏向角最小时折射光线的位置确是难点,即使经过多次反复实验观察也很难做到准确无误,因此,给实验结果带来一定的误差.针对这种情况,在实验中探索出一种新方法,用此方法测量棱镜玻璃的折谢率效果比较理想,误差也比较小,具体测量方法如下:

　　1　测定棱镜玻璃折射率的实验原理实验光路如图所示:

　　设棱镜玻璃的折射率为n,由右图可得:

　　由(3)、(4)两式可得:

　　由(1)、(5)两式可得:

　　由(2)式可得:

　　将(7)式代入(6)式整理得:

　　由上式可以看出,只要测出α、β和i′可即由上式求得折射率n的值.

　　2　角α、β和i′的测量

　　2.1　α角的测量

　　首先用望远镜接收由平行光管射出的平行光,确定入射光线的位置,然后用自准直法确定法线N1的位置,由此确定α角的大小.

　　2.2　β角的测量

　　用自准直法确定β角的大小,即用望远镜分别对准β角的两个三棱镜面,使望远镜中被两镜面反射回来的绿色十字像与调节叉丝重合,分别记下两次游标的读数,由此确定β角的大小.

　　2.3　i′的测量

　　首先由望远镜接受折射光,确定折射光线的位置,然后用自准直法确定法结N2的位置,由此确定i′角的大小.

　　3　测试实例

　　用钠光来测量一块等腰玻璃的折射率,测得底角β=44°48″

　　测量α角的原始数据为:θ1=95°16′30″,θ2=275°16′30″,θ′2=306°4′30″,θ′1=126°4′30″

　　由此得到d=30°48′

　　测量i′的原始数据为:θ1=122°17′θ′1=79°47′30″,θ2=302°18′,θ′2=259°47′30°

　　由此可得i′=42°29′30″

　　测量i′=42°29′30″

　　由此可得α=30.8°,β=44.8°i′=42.49°代入(8)式计算得:n=1.5606.

　　即此棱镜玻璃的折射率为1.5606

　　本文作者：隋艳丽