水折射率与密度之间关系

蒸馏水折射率（N）与蒸馏水密度（P）之间的关系摘要该试验以教材内容作为基准，从更新的一方面，研究蒸馏水的折射率的蒸馏水的密度的关系。蒸馏水的密度随温度升高而发生的的改变，引起折射率的改变。关键词折射率蒸馏水温度蒸馏水密度入射角折射角THERELATIONSHIPBETWEENREFRACTIVEINDEXANDDENSITYOFDISTILLEDWATERABSTRACTBASEDONTHETEACHINGBOOKS,THISEXPERIMENTRESEACHESTHERELATIONSHIPBETWEENTHEREFRACTIVEINDEXANDDENSITOFDISTILLEDWATERWITHANEWANGLETHATISTOSAY,WITHTEMPERATURERISING,THEDENSITYOFDISTILLEDWATERCHANGES,WHICHCAUSESTHECHANGESOFTHEREFRACTIVEINDEXKEYWORDSREFRACTIVEINDEX,DENSITYOFDISTILLEDWATER,TEMPERATUREOFDISTILLEDWATER,THEANGLEOFINCIDENCE,THEANGLEOFREFRACTION1、引言当蒸馏水密度改变时，蒸馏水的折射率相应会改变，我们好奇的是折射率的改变会随着蒸馏水密度增大而成正比么，为此，我们设计了改实验以验证该结论的准确性。器材组装简图如下泰勒激光光束温度计蒸馏水观察记录光斑移动方向IJ实验简图OYX2、实验设计思想21实验原理因为折射率只与两种介质的性质和光的颜色（频率）有关，和其它的条件无直接的关系，折射率的变化体现在折射角上。已经有资料证实水在温度改变时，除了水的密度会发生改变外，其它的性质基本不发生任何变化，故蒸馏水密度的改变体现在温度改变上。所以根据折射率公式NSINI/SINJ如若使得入射角I不变，而对折射角J进行相关的测量或观察它的改变，即为折射率的改变。经过统计计算，研究折射率与密度的变化关系转化为观察折射角与蒸馏水温度的变化现象和规律，并由该实验现象推测出蒸馏水折射率与蒸馏水密度的关系。设置试验装置好泰勒激光，固定它的倾斜度（使得入射角一定），在相同外界条件下入射到水中，其他所有的条件都不改变，仅改变水的温度，观察激光在坐标纸上的变化，由此即可推断出两者的相关关系。22、实验设备和方法泰勒激光，大烧杯，温度计，酒精灯，铁架台通过酒精灯加热改变水的温度，观察记录下方坐标纸上光斑的移动方向，相当于J角度的转变。根据折射率公式NSINI/SINJ即可推测出折射率与蒸馏水温度的关系。实验过后，由坐标纸上所记录的各点可观察出，其折射后光线是向坐标纸边缘移动的。这表明它的J角度在逐步张大，故SINJ增大，而SINI不变，又因为折射率NSINI/SINJ，可得折射率N是减小的。而当温度升高时，所以可推断出折射率与温度是成反比的关系，即随着温度的升高，折射率是在减少的。23、实验过程1组装实验器材奖酒精灯放在平面铺好的坐标纸上，铁架台上方放装有400ML水的大烧杯。固定好温度计，注意温度计要浸水中且不碰底。2点燃酒精灯，打开泰勒激光的开关。调整光线的角度，使其明显又稳定，光射在坐标纸上有一个明显斑点，然后固定泰勒激光的倾斜度不再改变。（注意光束是直接从水面入射的）3试验开始后，注意观察温度计上显示的温度，分别当温度计显示为20、3090OC时，在坐标纸上记下激光光斑点的位置。实验完成后，关闭泰勒激光，熄灭酒精灯24、注意事项1、酒精灯的点燃方式和熄灭时要用酒精冒盖熄，不要去吹灭。2、泰勒激光固定之后不要再改变，如若实验过程中改变了泰勒激光的位置，则需要重新再次固定并记录相关的数据或位置。温度计读数时要正确读数，要平视，不要斜视3、实验结果与分析折射率和蒸馏水密度。资料查证，蒸馏水温度和密度的关系图如下组数12345678温度2030405060708090（摄氏度）密度KGM3998203995646992219880498321977789718096531由上表则可看出，蒸馏水密度是随其温度升高而减少的。而由坐标纸上光标的移动可以看出，随温度升高，折射角减小因此，折射率与蒸馏水的密度是成正比关系。4、结果分析1、光束虽然是汇聚光但不够细，所以在坐标纸上的相关记录也就会显得不精确。2、光束是从水面入射，经水发生折射，再经过烧杯折射出来，由此，如果要经过数据上的处理来得出结论会有误差。3、由于光束的不精细，坐标纸也不够精细，故在记录光斑移动时会有误差的产生。4、在升温过程时读数期间酒精灯继续在加热，故温度的量测上会有小误差。如果使用更直观的温度计进行测量，则可以减小误差。5、实验总结1、此实验以教材内容作为基准，大胆创新，探讨一个从未被探讨过的问题蒸馏水折射率与蒸馏水密度之间的关系2、此实验透过分析蒸馏水折射率与蒸馏水密度的关系，进一步猜想折射率与介质密度的关系3、此实验根据温度与介质密度的关系，将难以观察到的密度变化转变成为温度的变化；又根据折