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光学设计性实验报告 　　光学设计性实验　　题目：测量液体折射率　　姓名：性别：男学院：年级：XX学号：　　指导教师：赵瑛　　用三种方法测量液体折射率　　摘要：液体折射率的测量在实际生活中有很多用途，测量方法也多种多样，也各有利弊。在学完大学基本物理实验后对液体测量有了新的想法，主要利用的牛顿环和劈尖干涉来测量液体折射率。其优势在于结果误差小、快捷和原理简单。关键词：液体折射率牛顿环劈尖干涉布鲁斯特角　　引言：在研究光的干涉和衍射过程中，都在空气中进行，即n=1。只要将装置放在被测液体中，那么n就可以被测量出来。原理上有很强的可行性和可操作性，是较为理想的测量方法。在实际测量中要注意实验操作和数据分析。　　测量液体折射率的三种方法：　　一、利用牛顿环测液体折射率实验原理：　　牛顿环仪是由待测平凸透镜L和磨光的平玻璃板P安装在金属框架F中构成的。牛顿环是由等厚干涉形成的干涉条纹。根据所学的知识，任意俩干涉环的半径平方差和干涉级及序环数无关，而只与俩个环的序数之差有关，即　　rm2?rm1?n(m1?m2)R?　　2　　2　　。在空气中，n=1；在液体中，n值为被测值。利用牛顿　　环原理，有公式：　　rm22?rm21?(k2?k1)R?在空气中　　rj22?rj21?n(j2?j1)R?在液体中　　令k2?k1?j2?j1，俩式做比可以得到：n?　　rm2?rm2r　　2j22　　2　　?r　　2j1　　，故只要分别测出　　在空气中和液体中牛顿环相同干涉级下的环的半径作比即可。　　实验步骤：　　1.找到合适的牛顿环仪，并做好实验准备；　　2.在空气中测量牛顿环的半径，并记录实验数据；　　3．在俩透镜夹层弄湿，将空气薄膜变成液体薄膜，测量牛顿环的半径，并记录实验数据；4.计算结果。　　实验数据：　　数据分析：　　2　　代入公式n?　　rm2?rm2r　　2j2　　2　　?r　　2j1　　，计算可得：n=　　方法二：劈尖干涉测水的折射率实验原理：　　将俩块平板玻璃叠放在一起，一端用细丝将其隔开，则形成以劈尖形空气薄膜。若用单色平行光垂直入射，在空气劈尖的上下表面发射的俩束光将发生干涉。干涉条纹是一组明暗相间的等间距的直条纹。对于暗纹来说：　　d0?j　　?　　2n?nsin?　　22　　21　　由此可得，条纹间距为：?x2?对于空气来说：　　?x1?　　a　　2n2cosi2sin?　　?　　2n1cosi2sin?　　?x1?x2　　所以　　n2?　　。即，只要　　得到在空气和水中的条纹间距就可以计算出液体的折射率。　　实验步骤：　　1.将实验器材安装好，一杯液体水和毛涮　　2.在空气中调整装置，能观察到清晰的明暗相间的条纹；　　3.在液体水中观察条纹，并在合适的条纹数下记录条纹间距；4.数据分析和实验结论。　　数据分析：代入公式n2?　　?x1?x2　　分析得：n1=n2=n3=　　结论：水的折射率n=。　　方法三：最小偏向角法　　实验原理：　　在三棱玻璃柱内灌满液体水，利用分光计测定最小偏向角　　?。根据所学的知识，在入射光线和出射光线出于光路对称的情况下，偏向角最小，记为?m。可以证明液体折射率n与棱镜角A、最小偏向角?m有如下关系：　　sin　　A??msin　　2A2　　n?　　因此，只要测出A和?m就可以求得液体折射率n。　　实验步骤：　　1.先调平分光计；　　2.用钠灯照亮狭缝，使准直管射出平行光束；　　3.测定最小偏向角，实验具体步骤见普通物理实验光学部分；4.记录实验数据，处理数据，得出结论。　　实验数据：　　数据分析：　　sin　　A??m　　2A2　　由以上数据，最终可得A=59o34??m=24o42?代入公式n?　　sin　　得：　　n=值比水的标准值要大，是因为在玻璃表面也有光的折射，使最小偏向角变大了些，进而使折射率变大。　　前景展望：　　液体折射率的测量将更加简便和准确，方法也会更加实用。　　实验报告单　　专业应用物理学班级11应用物理学本科院(系物机学院姓名学号同组人/　　实验室S4104组号/日期　　课程实验项目编号　　一、实验目的　　熟悉ZEMAX操作界面；　　练习如何建立初始结构、设定视场和工作波长；　　掌握solve功能；　　初步了解优化及像差分析工具。指导教师吉紫娟成绩实验项目名称二、实验环境　　电脑、ZEMAX软件　　三、实验原理　　基本要求：建立一个单透镜，焦距为100mm，入瞳直径为25mm，二个面的　　曲率半径分别为100mm，-100mm，中心厚度为4mm；视场0，7，10度；