1、玻璃折射率的检测光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折射角r的余弦之比行称作介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。折射率是光学介质的一个基本热阻，也等于光在真空中的速率c与在介质中的相速v之比。两种介质进行比较时，折射率较大的称光密介质，折射率较小的称光疏介质。某介质的折射率是指该介质对真空的相对折射率。同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率；在对可见光为透明的介质内，折射率常随波长的减少而减小，即绿光的折射率最小，紫光的折射率最大。一般所说某物体的折射率数值多少（比如，水为1.33,水晶为1.55,金刚石为2.42,玻璃按成份不同则有一定范围1.51.9）,是指对钠黄光（波
2、长5893M0-10m）而言。无论在日常的生活中还是在现代工业中，玻璃用具都得到了广泛应用。但是，不同的玻璃制品，采用的玻璃并不完全相同。玻璃的折射率数值越大，表明玻璃使入射光发生折射的能力越强。玻璃折射率作为玻璃性能的一个基本重要参数，在很大程度上决定了玻璃产品性能。在玻璃的制造与生产过程中，须要实时确切地检测玻璃折射率，以保证玻璃的优越性能。本实验将分别用视深法和光路法检测玻璃砖的折射率。一、实验目的1.把握测定玻璃折射率的原理和技巧。2.用读数显微镜检测玻璃折射率。3.用光路法测定玻璃的折射率。二、实验仪器读数显微镜、激光器、游标千分尺、平行玻璃砖、牙签、白纸。三、实验原
3、理之界曲图1光线的折射光线通过两介质的界面折射时光折射实验玻璃砖要厚的，确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定理称为折射定理，它是几何光学基本定理之一，是各类光学仪器的理论依据。折射定理可表示为n1sini=n2sinr式中i,r分别为入射角和折射角，n1，n2分别为入射介质和折射介质的折射率。折射率作为反映光学性质的数学量，其大小除了取决于介质的种类，也与入射光的波长有关。空气的折射率近似为1。1、视深法检测折射率原理如图2所示，在玻璃砖顶部有一发光点P,因为玻璃折射率与空气折射率不同，P点发出的光线会在玻璃与空气的界面M点处发生折射，出射光线的反向延长线与OP的交点为P'。在空气中观察，
4、光线虽然是从P点发出的，P点是P点在玻璃砖内的实像，P点在玻璃内的实际深度为h,P点在玻璃内白深度为h称为P点的视在深度(简称视深)，视深h'的大小与玻璃的折射率ni有关。按照折射定理和几何关系得:，,？，？anI-？;anr一可当OM很小时,tani=sini;tanr=sinr又？sini=?sinr;?】？,？即一二J图2视深法原理则？=？T5四、实验步骤1、视深法检测折射率(1)沿玻璃砖厚度方向进行多次检测获得其长度，对检测结果求平均值。(2)将带有文字的小字条置于读数显微镜载物台上，但是大致对准读数显微镜目镜，铺平。(3)调节物镜看
5、清十字叉丝，接着调节读数显微镜变焦手轮，从物镜里认清楚字条上的字,di。但是去除字像同十字叉丝之间的视差，记录此时读数显微镜物镜位置的读数(4)将玻璃砖覆盖在该字条上，对读数显微镜重新变焦，再度找到字条上字的清晰像，记录此时读数显微镜的物镜位置读数d2。则玻璃砖折射率可由下式估算。图4为检测示意图，A为字条上见到的文字，abcd为玻璃砖的截面。A为玻璃醇覆盖后文字的像。hhhn厂--hhdohdid2图4视深法检测示意图2、光路法检测折射率(1)打开激光器，用书本将铺平的白纸垫高，致使激光器形成的激光穿过玻璃砖。(2)在白纸上画一条直线aa',如图3所示，并
6、取aa上的一点。为入射点，大致确定一定的入射角，通过筷子确定入射光方向，操作如下：筷子同纸面垂直接触，当筷子正好压住激光光线时光折射实验玻璃砖要厚的，借助筷子尖端在纸面上钉一个点Pi,同样顺着激光入射方向确定另外一个点P2,注意这两点距离不能太近。联接PiP2作为入射光线，如图3。(3)在白纸上画出玻璃砖另一条长边的对齐线bb'。采用类似步骤(2)的方式找出出射光线P3P4,联接P3P4作为出射光线，确定射点O',如图3。(4)移去玻璃砖，联接OO'即为折射光线，过。点确定入射角法线NN'。(5)在入射角和折射角位置处建立三角形，用游标千分尺分别检测三角形的直角边和斜
7、边的宽度，求出余弦值sin9i和sin色。(6)改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的n=sin91/sin02,并取平均值。五、数据记录与处理1、视深法玻璃砖长度次数(沿玻璃传厚度方向)12345平均值游标千分尺读数h折射率检测次数12345读显读数di读显读数、光路法次数12345三角形直角边宽度(mm)三角形底边长度(mm)sin1三角形直角边宽度(mm)三角形底边长度(mm)sin(2nn六、注意事项(1)轻拿轻放玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸洁白的光学面(2)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变。(3)筷子应竖直地插在白纸上，且间隔要大些。(4)实验时入射角不宜过大或过小，通常在15°75°之间。(5)成像时读数显微镜应自下而上进行变焦。(5)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面替代尺子画界线。(6)玻璃砖应选用长度、宽度较大的。七、思考题剖析并比较视深法和光路法的优劣点