26利用布儒斯特定律测量玻璃折射率

1、26利用布儒斯特定律测量玻璃折射率选 2626 利用布儒斯特定律测量玻璃折射率 3-43-4 选择性实验：二十六利用布儒斯特定律测量玻璃折射率一、目的要求利用光反射后的起偏振作用，应用布儒斯特定律测量平面玻璃对钠光的折射率。实验要求达到：1 1.认识光的偏振特性。2 2 .学会分光仪的调节方法。3 3 .理解和正确判断布儒斯特角的反射位置。二、仪器设备分光仪、平面反射镜（或棱镜）、检偏器、钠光灯。三、参考书目 1 1.程守洙、江之永：普通物理学第三册（第三版）, ,p.214p.214218218。2 2.杨之昌、王潜智、邱榴贞：物理光学实验上册，p.198p.198205205。3 3 .R

2、M.RM 惠特利、J J 亚伍德：伦敦工学院 200200 个物理实验，p.166-p.166-168168。4 4.李允中、潘维济：基础光学实验，p.107p.107114114。5 5.AM.AM波蒂斯、HQHQ杨：大学物理实验，p.219p.219224224。6 6.D.D 哈里德、R R 瑞斯尼克：物理学第二卷第二册，p.577p.577579579。四、实验原理光是电磁波，是横波。凡振动仅限于光传播方向平面内的一个固定方向，这种光称为偏振光。一个原子或分子在某一瞬间所发出的光（亦称波列）是偏振光。然而各原子或分子各自发出的光具振动方向各不相同，因而它们的组合一一自然光是非偏振的，且

3、没有一个振动方向占有优势。实验证明，自然光在两种媒质的界面上反射或折射时，发射光或折射光都将成为部分偏振光（即某一振动方向上占优势）。图 1 1 就是在空气与玻璃界面上（MMMM）自然光经反射和折射后光振动的变化情况。图中黑点表示垂直纸面的振动方向，短线表示平行于入射面的振动方向，它们的多寡反映了两个方向的强弱。从图中可以看到，自然光从空气入射到玻璃后，反射光 R R 中垂直纸面的振动占优势，而折射光 RR中平行入射面的振动占优势，它们都变成了部分偏振光。这一实验事实可用菲涅耳公式加以证知。实验还发现，反射光和折射光的偏振化程度还与入射角 i i 密切相关。布儒斯特 （BrewsterBrew

4、ster） 从实验中确定， 当入射角达到一个特定值时，反射光 R R 将是完全偏振光（一切光振动方向均垂直于纸面）。这个特定值就是布儒斯特定律：式中 n1n1 是媒质 1 1 的相对折射率；n2n2 是媒质 2 2 的相对折射率；为了纪念这位科学家的功绩,将称为布儒斯特角（图 2 2）。本实验是在分光仪上进行测量，当分光仪的望远镜上套上一个可以旋转的检偏器时， 即可对反射光 R R 进行偏振度的判别； 当 R R 是部分偏振光时，旋转检偏器可观察到部分消光现象；当入射角时，旋转检偏器至某一位置将出现全消光现象。依据这一实验现象，可以确定布儒斯特角位置，它与入射光位置间构成角，由图 3 3 可知

5、：五、仪器的调整由于布儒斯特角是在分光仪上测量的（实际上实验的直测量是角），因此为保证测量的准确，必须要调整到使（也是）所在的平面与分光仪的刻度盘平行。为此，分光仪必须具备下列条件：1 1.要有一束平行光入射到平面镜上。2 2 .平面镜应与分光仪转轴平行。3 3 .确保望远镜能接收从平面镜上反射回来的平行光。至于具体的调整原理、方法、步骤及判据，请实验者参阅大学物理实验基础教程附录六中的十三、望远镜、测量显微镜的结构和调整”和十四、分光仪工六、观察与思考 1 1.从理论分析可知，当入射角为时，反射光 R R 为完全偏振光，实验应有全消光现象，但实际情况是消光不完全，为什么？2 2.该实验对于布儒斯特角的判断不太准确， 因为没有一个突变现象； 有否措施使得测量尽量准确些？3 3.试在平行光管的出射口套上一个检偏器，然后进行一系列的观察，可观察到一些什么现象