大学物理实验-拓展提高篇 课件 实验1.7-透明介质折射率的测量

1透明介质折射率的测定第一节实验原理大学物理实验——拓展提高篇物理实验教学中心透明介质折射率的测定—实验背景2折射率：光在真空中的传播速度与光在该介质中的速度之比。介质的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。折射率与介质的电磁性质密切相关。折射率还与光波频率有关，该现象被称为色散现象。透明介质折射率的测定—实验背景3光学器件设计：优化光学器件的性能。光波导设计：折射率调控实现光波导。材料科学：了解材料的光学性质和电学性质。光学检测：添加折射率匹配液以消除结合处界面对光学性能带来的影响。食品检测：通过测定液态食品的折射率以鉴别食品的构成及品质。折射率是物质的物理性质，在许多领域都有重要应用。透明介质折射率的测定—实验背景4测折射率确定糖液的糖度，可溶性固形物含量蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。测定折射率可以确定含糖饮料、罐头食品的糖度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。透明介质折射率的测定—实验背景5测定折射率鉴别油脂的组成和品质各种油脂中的脂肪酸均有其特定的折射率。含碳原子数目相同时不饱和脂肪酸的折射率比饱和脂肪酸的折射率大；不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大；酸度高的油脂折射率低。透明介质折射率的测定—实验背景6透明介质折射率的测定—实验任务、实验目的、训练点学习迈克耳孙干涉仪的调节与使用；用迈克耳孙干涉仪测量空气的折射率；用迈克耳孙干涉仪测量透明薄片的折射率。2.实验目的3.实验训练点迈克耳孙干涉仪的调节；白光干涉的调节。1.实验任务7测量空气的折射率；测量透明薄片介质的折射率。透明介质折射率的测定—实验原理81、折射率的测量方法固体介质:最小偏向角法，自准直法，干涉法液体介质：临界角法（阿贝折射仪）气体介质：干涉法透明介质折射率的测定—实验原理91、折射率的测量方法最小偏向角法测折射率

望远镜被测样品平行光管ABCi1i2透明介质折射率的测定—实验原理101、折射率的测量方法自准直法测折射率

ABCDO透明介质折射率的测定—实验原理111、折射率的测量方法临界角法测折射率

进光棱镜标准棱镜imaxn0试样n0视场临界角法测折射率原理4578631291011121.进光棱镜2.折射棱镜3.摆动反光镜4.消色散棱镜组5.望远物镜组6.平行棱镜7.分划板8.目镜9.读数物镜10.反光镜11.刻度盘12聚光镜阿贝折射仪（临界角法）光路图透明介质折射率的测定—实验原理121、折射率的测量方法干涉法测折射率L1激光器L2P1P2毛玻璃屏补偿盒接抽气机气体盒M1M2气压计激光器凸透镜补偿盒分光镜补偿板气体盒气压计毛玻璃屏反射镜M2反射镜M1抽气进气口透明介质折射率的测定—实验原理132、迈克耳孙干涉法测量空气折射率l气室气压表M1M2GTH激光器打气球

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透明介质折射率的测定—实验原理143、迈克耳孙干涉法测量透明介质薄片折射率d透明介质M1M2G白光光源

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(7)15透明介质折射率的测定第二节实验仪器大学物理实验——拓展提高篇物理实验教学中心透明截止折射率的测定—实验仪器主要实验仪器、器件迈克耳孙干涉仪激光器气压计与气室白光光源16透明介质折射率的测定—实验仪器1、迈克耳孙干涉仪17激光器支架插孔气压计支架气室支架补偿镜分束镜反射镜及调整机构反射镜及调整机构观察屏扩束镜及其调节机构调整杆及支架前调整杆插孔后调整杆插孔调整杆定位孔透明介质折射率的测定—实验仪器1、迈克耳孙干涉仪18透明介质折射率的测定—实验仪器2、激光器19透明介质折射率的测定—实验仪器3、气压计与气室20透明介质折射率的测定—实验仪器3、气压计与气室21透明介质折射率的测定—实验仪器4、白光光源2223透明介质折射率的测定第三节实验内容大学物理实验——拓展提高篇物理实验教学中心透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord1仪器检查、记录观察各仪器器件，状态是否正常。调节反射镜背面螺钉，以及扩束镜调节机构螺钉，使其处在半松半紧状态记录仪器器件名称，主要仪器的型号和主要参数。实验时的环境参数24透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord2调节激光器高度及俯仰角度将扩束镜调到与激光器平行状态。记录激光器波长λ将激光器支架插入激光器支架插孔,调节激光器高度至合适位置。激光光点处在反射镜中央，则高度合适将调整杆插入前（后）定位孔。调节激光器支架前（后）面三个螺钉，使得出射激光穿过调整杆上方小孔。微调激光器支架前后螺钉，使得调整杆分别插入前后定位孔时，激光均穿过调整杆上方小孔25透明介质折射率的测定—实验内容26透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord3调节使两组光点对应重合调节两个反射镜背面调节螺钉，使对应的点重合查看观察屏上的两组点的移动，直至调节后两组点对应的点重合为止27透明介质折射率的测定—实验内容28透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord4得到干涉条纹将扩束镜的方向调到与激光器垂直状态查看观察屏上是否有同心圆环状条纹产生调节扩束镜调节螺钉，使光束均匀照射到两个反射镜上29透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord5测量空气折射率测量气室长度，并在对应位置处安装气室组件查看观察屏上是否依然有同心圆环状条纹测量并记录气室长度l调节气室，使之与反射镜垂直30透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord5测量空气折射率给气室充气，记录气压值查看观察屏上的条纹移动随气压的变化情况记录环境气压值记录条的纹移动数目N记录N次条纹移动时气压计示数值的变化Δp代入公式计算折射率大小缓慢松开气阀，观察并记录N次条纹移动时气压计示数值的变化31测量次数123456Δp(mmHg)N空气折射率测量数据记录表格λ=nm；l=mm,pamb=mmHg32透明介质折射率的测定—实验内容透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord6观察干涉条纹的变化去掉气室调节反射镜的调节螺杆，直至视野中只有一到两条条纹为止调节反射镜后面螺钉，观察干涉条纹的变化，使得干涉条纹变为直条纹调节反射镜后面螺钉，使得干涉条纹变为竖条纹33透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord7获得白光干涉条纹去掉激光器，换上白光光源扩束镜方向调至与光束平行方向小心调节反射镜的调节螺杆，直至观察屏上出现彩色干涉条纹3435透明介质折射率的测定—实验内容透明介质折射率的测定—实验内容ObjectiveOperationObservationRecord8测量透明介质折射率调节并使得白光干涉条纹的中央条纹对准视场中的叉丝，并记下反射镜位置读数l1记录动镜初始位置l1测量透明介质片厚度d记录透明介质片厚度d将透明介质安装在薄片架上，使薄片垂直于光路移动反射镜的调节螺杆，使得白光干涉条纹回到未加介质时的初始位置，记下反射镜位置读数l2记录动镜最终位置l236透明介质折射率的测定—数据处理根据公式计算空气的折射率，推导不确定的计算公式，完整表示实验结果根据公式计算透明介质的折射率，推导不确定的计算公式，完整表示实验结果37数据处理要求透明介质折射率的测定—思考题思考提高(可在实验报告或数据报告选作)1.迈克耳孙干涉仪在什么条件下产生等倾