用多种方法测玻璃的折射率(盛)..doc

课 程 论 文 题目：用多种方法测玻璃折射率 班级：13物理学本科班 姓名： 盛丽娟 学号： 130800040 指导老师： 尹真 用多种方法测玻璃折射率 13物理本科： 康庆 明月 盛丽娟 指导老师：尹真 实验任务：测定玻璃的折射率，要求测量精度E≤1﹪ 实验要求： 1.收集测定各种折射率的方法，并进行对比研究 2.提出5种测量玻璃折射率的设计方案，每种测量方案包括测量原理、光路安排、实验仪器选择、实验参数估算、实验步骤、注意事项、参考资料等 3.根据实验室现有的条件和实验情况，选择三种可行的测量设计方案进行试验，在试验过程中对该方案逐步修改完善 4.实验中为达到要求的测量精度，须选择和估算实验参数，并进行重复测量，设计表格记录实验数据 5.实验操作步骤完成后，检查实验结果，至少对其中一种方案进行数据处理和误差分析，完成最终的实验报告 和误差分析，完成最终的实验报告 实验方案： 插针法 【实验题目】用插针法测定玻璃砖折射率 【实验目的】 测定玻璃砖的折射率。 【实验器材】 平木板、 白纸、 玻璃砖、 大头针4枚、 图钉4个、 量角器（或三角板或直尺）、 铅笔 【实验原理】 用插针法确定逃跑，找出跟入射线相应的折射线；用量角器测出入射角i和折射角r；根据折射定律计算出玻璃的折射率 。 实验参数估算：1.3～1.9。 【实验步骤】 （1）如图所示，在用4个图钉钉好的白纸上画一条直线 ，aa′作为界面。 （2）过aa′上的一点O画出界面的法线NN′。 （3）过O点画一条射线AO作入射光线。 （4）在射线AO上插上两枚大头针P1、P2。 （5）把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一条长边跟aa′bb′两条线准确地落在玻璃砖的两个平行的折射画里，这样，由作图画出的入射光线AO、出射光线BP与aa′、bb′的交点O、O′才能与光线的实际入射点相符，否则将使画出的玻璃中折射光线的光路与实际偏离，因此作图时要用细铅笔。 （6）在观察的这一侧即光线的出射面bb′一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像，记下P3、P4的位置。 （7）移去玻璃砖连接P3、P4并延长交bb′于O′，连接OO′即为折射光线，入射角α=∠AON，折射角β=∠O′ON′。 （8）改变入射角α，重复实验步骤，列表记录相关测量数据，计算每次折射率n求出平均值 。 【注意事项】 1. 玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的相对误差增大；用手拿玻璃砖时，只能接触玻璃毛面或棱，严禁用玻璃砖当尺子画界面； 2. 入射角i应在15°~75°范围内取值，若入射角α过大。则由大头针P1、P2射入玻璃中的光线量减少，即反射光增强，折射光减弱，且色散较严重，由玻璃砖对面看大头针的虚像将暗淡，模糊并且变粗，不利于瞄准插大头针P3、P4。 3. 若入射角α过小，折射角将更小，测量误差更大，因此画入射光线AO时要使入射角α适中。 4. 上面所说大头针挡住大头针的像是指“沉浸”在玻璃砖里的那一截，不是看超过玻璃砖上方的大头针针头部分，即顺P3、P4的方向看眼前的直线P3、P4和玻璃砖后的直线P1、P2的虚像是否成一直线，若看不出歪斜或侧移光路即可确定。 5. 大头针P2、P3的位置应靠近玻璃砖，而P1和P2、P3和P4应尽可能远些，针要垂直纸面，这样可以使确定的光路准确，减小入射角和折射角的测量误差。 【实验数据】 【数据处理】 此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入中求玻璃的折射率。 如图，测得α= 45° ?β=27° 则n=1.53 【注意事项】 1. 玻璃砖要选用宽度较大的，宜在5厘米以上，若宽度过小，则测量折射角度值的