1、玻璃折射率的檢測光從真空射入介質發生折射時，入射角i與折射角r的余弦之比行稱作介質的“絕對折射率”，簡稱“折射率”。折射率是光學介質的一個基本熱阻，也等于光在真空中的速率c與在介質中的相速v之比。兩種介質進行比較時，折射率較大的稱光密介質，折射率較小的稱光疏介質。某介質的折射率是指該介質對真空的相對折射率。同一介質對不同波長的光，具有不同的折射率；在對可見光為透明的介質內，折射率常隨波長的減少而減小，即綠光的折射率最小，紫光的折射率最大。一般所說某物體的折射率數值多少（比如，水為1.33,水晶為1.55,金剛石為2.42,玻璃按成份不同則有一定范圍1.51.9）,是指對鈉黃光（波
2、長5893M0-10m）而言。無論在日常的生活中還是在現代工業中，玻璃用具都得到了廣泛應用。但是，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。玻璃的折射率數值越大，表明玻璃使入射光發生折射的能力越強。玻璃折射率作為玻璃性能的一個基本重要參數，在很大程度上決定了玻璃產品性能。在玻璃的制造與生產過程中，須要實時確切地檢測玻璃折射率，以保證玻璃的優越性能。本實驗將分別用視深法和光路法檢測玻璃磚的折射率。一、實驗目的1.把握測定玻璃折射率的原理和技巧。2.用讀數顯微鏡檢測玻璃折射率。3.用光路法測定玻璃的折射率。二、實驗儀器讀數顯微鏡、激光器、游標千分尺、平行玻璃磚、牙簽、白紙。三、實驗原
3、理之界曲圖1光線的折射光線通過兩介質的界面折射時光折射實驗玻璃磚要厚的，確定入射光線與折射光線傳播方向間關系的定理稱為折射定理，它是幾何光學基本定理之一，是各類光學儀器的理論依據。折射定理可表示為n1sini=n2sinr式中i,r分別為入射角和折射角，n1，n2分別為入射介質和折射介質的折射率。折射率作為反映光學性質的數學量，其大小除了取決于介質的種類，也與入射光的波長有關。空氣的折射率近似為1。1、視深法檢測折射率原理如圖2所示，在玻璃磚頂部有一發光點P,因為玻璃折射率與空氣折射率不同，P點發出的光線會在玻璃與空氣的界面M點處發生折射，出射光線的反向延長線與OP的交點為P'。在空氣中觀察，
4、光線雖然是從P點發出的，P點是P點在玻璃磚內的實像，P點在玻璃內的實際深度為h,P點在玻璃內白深度為h稱為P點的視在深度(簡稱視深)，視深h'的大小與玻璃的折射率ni有關。按照折射定理和幾何關系得:，,？，？anI-？;anr一可當OM很小時,tani=sini;tanr=sinr又？sini=?sinr;?】？,？即一二J圖2視深法原理則？=？T5四、實驗步驟1、視深法檢測折射率(1)沿玻璃磚厚度方向進行多次檢測獲得其長度，對檢測結果求平均值。(2)將帶有文字的小字條置于讀數顯微鏡載物臺上，但是大致對準讀數顯微鏡目鏡，鋪平。(3)調節物鏡看
5、清十字叉絲，接著調節讀數顯微鏡變焦手輪，從物鏡里認清楚字條上的字,di。但是去除字像同十字叉絲之間的視差，記錄此時讀數顯微鏡物鏡位置的讀數(4)將玻璃磚覆蓋在該字條上，對讀數顯微鏡重新變焦，再度找到字條上字的清晰像，記錄此時讀數顯微鏡的物鏡位置讀數d2。則玻璃磚折射率可由下式估算。圖4為檢測示意圖，A為字條上見到的文字，abcd為玻璃磚的截面。A為玻璃醇覆蓋后文字的像。hhhn廠--hhdohdid2圖4視深法檢測示意圖2、光路法檢測折射率(1)打開激光器，用書本將鋪平的白紙墊高，致使激光器形成的激光穿過玻璃磚。(2)在白紙上畫一條直線aa',如圖3所示，并
6、取aa上的一點。為入射點，大致確定一定的入射角，通過筷子確定入射光方向，操作如下：筷子同紙面垂直接觸，當筷子正好壓住激光光線時光折射實驗玻璃磚要厚的，借助筷子尖端在紙面上釘一個點Pi,同樣順著激光入射方向確定另外一個點P2,注意這兩點距離不能太近。聯接PiP2作為入射光線，如圖3。(3)在白紙上畫出玻璃磚另一條長邊的對齊線bb'。采用類似步驟(2)的方式找出出射光線P3P4,聯接P3P4作為出射光線，確定射點O',如圖3。(4)移去玻璃磚，聯接OO'即為折射光線，過。點確定入射角法線NN'。(5)在入射角和折射角位置處建立三角形，用游標千分尺分別檢測三角形的直角邊和斜
7、邊的寬度，求出余弦值sin9i和sin色。(6)改變入射角，重復實驗，算出不同入射角時的n=sin91/sin02,并取平均值。五、數據記錄與處理1、視深法玻璃磚長度次數(沿玻璃傳厚度方向)12345平均值游標千分尺讀數h折射率檢測次數12345讀顯讀數di讀顯讀數、光路法次數12345三角形直角邊寬度(mm)三角形底邊長度(mm)sin1三角形直角邊寬度(mm)三角形底邊長度(mm)sin(2nn六、注意事項(1)輕拿輕放玻璃磚時，手只能接觸玻璃磚的毛面或棱,不能觸摸潔白的光學面(2)實驗過程中，玻璃磚和白紙的相對位置不能改變。(3)筷子應豎直地插在白紙上，且間隔要大些。(4)實驗時入射角不宜過大或過小，通常在15°75°之間。(5)成像時讀數顯微鏡應自下而上進行變焦。(5)玻璃磚的折射面要畫準，不能用玻璃磚界面替代尺子畫界線。(6)玻璃磚應選用長度、寬度較大的。七、思考題剖析并比較視深法和光路法的優劣點