液体折射率测定的设计与实现

1液体折射率测定的设计与实现摘要：分光计又称光学测角仪，是一种分光测角光学实验仪器。分光计是一种具有代表性的基本光学仪器，通过用掠入射法测三棱镜的折射率和设计实验测量液体折射率。可以让我学好分光计的调整和使用，为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。关键词：分光计、掠入射法、三棱镜、液体、折射率一、引言：分光计是一种分光测角光学实验仪器。分光计是一种具有代表性的基本光学仪器，学好分光计的调整和使用，可为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。二、实验任务：1．温习分光仪的结构，并掌握分光仪调节和使用方法2.学习用掠入射法测定三棱镜和待测液体的折射率三、实验仪器JJY分光仪（本实验不提供平面镜），钠光灯，黑玻璃，三棱镜，水槽，水四、实验原理1.液体折射率的测量原理将一、二滴被测液体均匀地滴在毛玻璃的表面，然后贴在三棱镜的AB面上(此动作要轻，不要使三棱镜位置发生移动)，使液体形成一均匀的薄膜（液体不用过多，过多就用吸脂棉吸收）。整体移动分光计或刻度盘使钠光灯大体位于AB光学面的延长线上，用眼睛在出射光的方向找到一个明暗相间的分界线，再将望远镜转至该方位—望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线，使竖直“+”字叉丝对准明暗相间的分界线，将刻度盘固定，记下左右游标读数1和2。记下转动望远镜AC面的法线位置，记下两游标读数3和4，从而可求光线经过待测液体的出射极限角。当钠光灯扩展光的光线以90°掠入射时，证明如下：由图23-3可以看出,入射角为π/2的光线1,将射到AB界面而折射进入三棱镜内.显然,其折射角应为临界角.因而满足关系式sin=xn/n(23-1)当光线1射到AC面,再经折射而进入空气时,设在AC面上的入射角为,折射角为,有sinnsin(23-2)2除光线1外,其他光线如光线2，光线3在AB面上的入射角均小于π/2,因此经三棱镜折射最后进入空气时,都在光线1左侧.当用望远镜对准出射光线方向观察时,视场中将看到以光线1为分界线的明暗相间半明半暗的视场,如图23-2所示.由图23-2可以看出,三棱镜的棱镜角A与及角有几何关系可得：+=A利用上式,并从(23-1)和(23-2)两式中消去和,得上式中，n为棱镜的折射率，为极限角。图23-3五、实验内容及步骤：(1)按照分光计调节要求和方法,调节分光计。（2)用掠入射法测量出1i，2i，3i，4i，利用公式''.'2'2422'22'sin60sin91912cos9191211.6475sin60(cos60cos91912)1.21.610180601.6475sin919121.6475sin91912。。。。。22。。（）（）（）（）求出极限角i，重复测量5次，求极限角平均值和不确定度并由此计算所给三棱镜的折射率n、不确定度U(n)。(3)如图23-3所示摆好实验仪器,将待测液体滴在三棱镜的AB面上,并用另一毛玻璃AB的一个表面AB与AB面相结合,使液体在两棱镜接触面间形成一均匀液膜,然后置于分光计载物平台上。(4)点亮钠光灯,旋转载物平台或望远镜,在出射光方向AC面找到半荫视场分界线，利用自准直的调节方法,使“+”字像与上叉丝中心重合，将刻度盘固定，记下左右游标读数1和2，测出AC面的法线方向(即使望远镜的光轴垂直于AC面)，使望远镜叉丝对准分界线,记下两窗口（即两游标）的读数3和4。(5)由公式计算出，重复测量5次,求平均值与不确定度。sincossinsin22AnAnx3（6）利用（23-3）式子求出液体折射率xn、不确定度U(xn)、相对不确定度Ur(xn)。注意：有关角度误差的数值要以弧度为单位注意事项：1.调节后的分光仪在使用中，不要破坏已调节的条件：分光计上可调螺钉较多，要明确它们的作用2．实验时，要注意保护仪器，手不能触摸棱镜光学面，也不准用手，海绵等物擦拭，必要时可用擦镜纸揩去。3.调整分光计的过程中，一定要耐心按照正确的步骤进行调整。4.测量液体折射率时，液体不能滴太多，以免弄湿仪器。实验完毕要擦试净。5.平面镜，三棱镜要放置好，以免摔破。6.实验完毕要整理仪器，打扫卫生，保持实验室整洁。六、实验数据处理及分析：4七、实验误差分析1.系统误差2.偶然误差八、结束语能搜到这个文章的估计都是浙江农林大学的同学吧，网上找了好多实验报告居然都要收费，本来想复制下来重新排版一下就好了，但是那些特殊字符好难打，还是用下载券下载下来了。结束语部分我删掉了，大家可以到原稿上看看，但最好还是自己写吧，别都写得一样那多尴尬这里我再上传一份免费的，方便大家使用。2016/11/12ByV快九、文献参考书籍：大学物理实验模块化教程（理工类）赵丽华戴朝卿等编网址：