三棱鏡折射率的測定方法(編輯修改稿)
2025-08-31 10:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 把握，只要有稍微的不慎或者移動就會造成測出的最小偏向角偏大。 掠入射法掠入射法屬于比較測量，雖然測量準(zhǔn)確度較低，被測折射率的大小收到限制，對于固體材料也需要制成試件，但是，掠入射法具有操作方便迅速、環(huán)境條件要求低的特點。采用掠入射法測量棱鏡折射率，如下圖所示，用單色面擴(kuò)展光源（鈉光燈前加一塊毛玻璃）照射到棱鏡AB面上。當(dāng)擴(kuò)展光源出射的光線從各個方向射向AB面時，以90176。入射的光線1的內(nèi)折射角最大為，其出射角最小為；入射角小于90176。的，折射角必小于，出射角必大于；大于90176。的入射光線不能進(jìn)入棱鏡。這樣，在AC面用望遠(yuǎn)鏡觀察時，將出現(xiàn)半明半暗的視場（如下圖所示）。明暗視場的交線就是入射角為=90176。的光線的出射方向。由折射定律可知折射率，即，由幾何知識可以得到：，即。而=【3】從此可以看出，只要測得和頂角A就可求得該三棱鏡的折射率，而就是入射角i=90176。時明暗視場分界線方位與法線方位的夾角。原來的掠入射法實驗中明暗視場的分界線就是90176。入射光線的出射線，但由于擴(kuò)展光源輻射進(jìn)棱鏡的入射角度具有一定的范圍，因此在AC出射面觀察出射光時，可看到入射角滿足176。的入射光線產(chǎn)生的各種方向的出射光形成一個亮區(qū)；90176。的入射光線被毛面BC面擋住不能進(jìn)入棱鏡而在出射面形成暗區(qū)；在的區(qū)域由于沒有光線進(jìn)入棱鏡，在出射面相應(yīng)的區(qū)域形成暗區(qū)。結(jié)果望遠(yuǎn)鏡中出現(xiàn)的視場如圖（a）所示，為一亮柱，存在著兩條明暗分界線。如果我們順時針緩慢旋轉(zhuǎn)載物臺，隨著入射光線角度的不斷增大，如圖（b）所示，能夠進(jìn)入到棱鏡的光線不斷減少；2線的入射角增大到約90176。，一線的入射角大于90176。；入射角大于2線的其他光線，由于角度不斷增大且大于90176。，因此被BC面擋住不能進(jìn)入棱鏡；角度小于2線的光線，其入射角的不斷增大，出射光線的出射角不斷減小。隨著出射光線的減少和出射角的減小，導(dǎo)致出射角最大的光線與最小的光線之間的夾角不斷減小，從AC面射出光線的角度范圍不斷地收窄，因此望遠(yuǎn)鏡中觀察到的亮柱不斷地收窄，如圖（b）所示。若進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)載物臺，使光源只有入射角約90176。的入射角射入棱鏡，其他入射光線的角度增大到大于90176。，被BC面擋住不能進(jìn)入棱鏡，這時棱鏡的出射面只剩下90176。掠入射的出射線，觀察到的視場將由亮柱進(jìn)一步收窄成為一條清晰的細(xì)亮線，如圖（c）所示，此亮線即為原來明暗場的
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