光学折射率的测定研讨.doc

光学材料折射率的测定 Summary：Refractive index is one of the important parameters of optical materials, which often needs to be measured in scientific research and production practice. The method of measuring the refractive index can be divided into two categories: one is the application of refractive index and reflection, total reflection law, through the accurate measurement of the angle of the refractive index of the geometric optics method, such as the minimum deviation angle method, grazing incidence method, total reflection method and displacement method, etc. Another kind is the light passed the medium (or by a dielectric reflection) and the polarization state changes of the phase change of the transmitted light or reflected light) and refraction rate is closely related to the principle to measure the refractive index of the physical optics method, such as cloth Brewster angle method, interferometry, ellipsometry etc.. 摘要：折射率是光学材料的重要参数之一，在科研和生产实际中常需要测量它。测量折射率的方法可分为两类：一类是应用折射率及反射、全反射定律，通过准确测量角度来求折射率的几何光学方法，如最小偏向角法、掠入射法、全反射法和位移法等。另一类是利用光通过介质（或由介质反射）后，透射光的相位变化（或反射光的偏振态变化）与折射率密切相关的原理来测定折射率的物理光学方法，如布儒斯特角法、干涉法、椭偏法等。 关键词：最小偏向角 偏振 全反射 分光计 干涉 布儒斯特角 引言：本实验要求综合已学过的光学知识和基本实验操作，查阅有关资料，拟定实验方案，完成对各种待测样品的折射率测定，从而对光学材料折射率的测量，在原理和方法上有更全面的认识。加深对分光计、阿贝折射仪、迈克尔孙干涉仪等光学仪器使用方法的了解。 一、最小偏向角法 【实验原理】 由图1的三棱镜光路图，可以证明： 其中A是三棱镜的顶角，δmin是出射光在i1=i2时的最小偏向角。由上式可见，只要测得三棱镜的顶角A和对钠黄光的最小偏向角δmin ，便可间接测出对该波长的光的折射率n。 【实验步骤】 1. 调节分光计到使用状态，打开汞灯照明平行光管，找到折射光谱 2. 对准某条谱线，转动游标盘和望远镜跟踪此谱线，当其不再继续移动而反向移动时，记录游标盘读数θ1、3. 测定入射光方向，将望远镜对准平行光管，使分划板十字竖线对准狭缝中央，读出此时两游标的读数θ1、，则最小偏向角δmin为： 4. 重复测量，求平均值 5. 由公式可求出三棱镜对钠光的折射率 二、掠入射法 【实验原理】 如下图所示，用单色面扩展光源（钠光灯前加一块毛玻璃）照射到棱镜AB面上。当扩展光源出射的光线从各个方向射向AB面时，以90°入射的光线I的内折射角最大为；入射角小于90°的，折射角必小于 ；大于90°的入射光线不能进入棱镜。这样，在AC面用望远镜观察时，将出现半明半暗的视场。明暗视场的交线就是入射角为=90°的光线的出射方向。 相应的计算公式： 其中是角极值。 【实验步骤】 1.调节分光计和三棱镜到使用状态 2.在钠光灯前放置一块毛玻璃，照射折射面AB，转动望远镜，可观察到视场中间有明显的明暗分界线，记下此时游标盘的读数θ1、、θ2 【实验数据】 θ1 θ2 θ1 θ2 平均 1 275°35′ 236°20′ 95°41′ 56°21′ 39°18′ 39°21′ 2 275°41′ 236°18′ 95°36′ 56°18′ 39°