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《采用线光源的掠入射法测量棱镜折射率的方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、ISSN1002-4956实验技术与管理第24卷第12期2007年12月CN11-2034/TExperimentalTechnologyandManagementVol.24No.12Dec.2007采用线光源的掠入射法测量棱镜折射率的方案谭穗妍,李海,刘岩,徐海涛,徐初东(华南农业大学物理系,广东广州510642)摘要:提出一种利用线光源,并通过旋转载物台获得单一的明暗分界线的掠射法测量棱镜折射率的新方案。实验结果表明,该方案容易精确地找到90°掠入射光线的出射线,能大大减小测量误差,提高测量精度。关键词:掠入射法;折射率;线光源中图分类号:G642.423;O
2、4234文献标识码:B文章编号:100224956(2007)1220037203GlancingincidencemeasuringindexofrefractionofprismwithlinearlightsourceTANSui2yan,LIHai,LIUYan,XUHai2tao,XUChu2dong(PhysicsDepartment,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:Anewschemeisputforward,inwhichalinearlightsourc
3、eisusedforglancingincidencemeasuringindexofrefractionofprism,andtheonlyoneboundarybetweenlightandshadecanbeexactlyfound.Theexperimentre2sultsshowthattheerrorsarereducedandmeasuringprecisionisimproved.Keywords:glancingincidence;indexofrefraction;linearlightsource1掠入射法的测量原理在大学物理实验中,采用掠入射
4、法测量棱镜折[1～2]射率,如图1所示。用单色扩展光源(钠光灯源前加一块毛玻璃)照射到棱镜AB面上,使扩展光源的光线以约90°掠入射到棱镜上。当扩展光源出射的光线从各个方向射向AB面时,以90°入射的光线的内折射角最大,为i2max;其出射角最小,为i′2max;入射角小于90°的,折射角必小于i2max,出射角必大于i2′max;大于90°的入射光线不能进入棱镜。这样,在AC侧面用望远镜观察时,将出现图1掠入射法的光路图半明半暗的视场(如图1所示)。明暗视场的分界线就是入射角为i1=90°的光线的出射方向。可以若学生测出明暗视场交线与AC面法线的夹角证明折射率满足
5、:i′l1min和棱镜顶角α,即可求出棱镜折射率。2cosα+sini′1min2采用线光源方案的提出n=+1.sinα在实验教学过程当中,我们教师发现采用上述掠入射法测量玻璃棱镜折射率,学生的测量结收稿日期:2007201222修改日期:2007205222作者简介:谭穗妍(1981—),女,广东省罗定县人,本科,助理果总与已知的棱镜折射率相差较远,误差较大;实验师.而且,同一台实验仪器经不同学生测量,得出的©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http:
6、//www.cnki.net实验技术与管理38结果有明显的差别。对于这些情况,我们经过分段的一个端点对应90°掠入射光线在AC出射面的析、排查后认为,能否精确地找准明暗分界线是出射点,另外一个端点是最小入射角的光线在AC本实验的关键,影响原因有2个:由于扩展光源出射面的出射点。若我们顺时针缓慢旋转载物台,的辐射角度存在一定范围,棱镜入射面上90°入随着入射光线射入到AB面的角度不断增大,如图射角的光线与最小入射角的光线的夹角小于90°,4(b)所示,能够进入到棱镜的光线不断减少;因而在棱镜出射面上一般观察到的是一个亮的光线2的入射角增大到约90°,线1的入射角大于柱
7、,存在着两条明暗场的分界线,如图2,学生90°;入射角度大于线2的其他光线,由于被BC容易混淆;由于使用面扩展光源直接照射棱镜,面挡住不能进入棱镜;角度小于线2的光线,其入造成扩展光源的部分光线直接进入望远镜,观察射角的不断增大,出射光线的出射角则不断减小。视场的背景光比较强,使实验中观察到的是一个随着出射光线的减少和出射角的减小,出射角最大明暗过渡带,如图2,明暗分界线不清晰,对明的光线与最小的光线之间的夹角不断减小,即AC暗视场分界线的判断造成干扰,因此以肉眼确定面出射的光线的角度范围不断地收窄,因此望远镜分界线位置,会存在较大的主观性,造成测出的中观察到的
