光学材料折射率的测定

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1、光学材料折射率的测定Summary：Refractiveindexisoneoftheimportantparametersofopticalmaterials,whichoftenneedstobemeasuredinscientificresearchandproductionpractice.Themethodofmeasuringtherefractiveindexcanbedividedintotwocategories:oneistheapplicationofrefractiveindexandreflection,tota

2、lreflectionlaw,throughtheaccuratemeasurementoftheangleoftherefractiveindexofthegeometricopticsmethod,suchastheminimumdeviationanglemethod,grazingincidencemethod,totalreflectionmethodanddisplacementmethod,etc.Anotherkindisthelightpassedthemedium(orbyadielectricreflection)a

3、ndthepolarizationstatechangesofthephasechangeofthetransmittedlightorreflectedlight)andrefractionrateiscloselyrelatedtotheprincipletomeasuretherefractiveindexofthephysicalopticsmethod,suchasclothBrewsteranglemethod,interferometry,ellipsometryetc..摘要：折射率是光学材料的重要参数之一，在科研和生产实

4、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

5、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。图1三棱镜中的光路图一、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、θ23.测定入射光方向，将望远镜对准平行光管，使分

6、划板十字竖线对准狭缝中央，读出此时两游标的读数θ1'、θ2'，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

7、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、θ23.转动望远镜测出AC面法线位置θ1'、θ2'【实验数据】θ1θ2θ1'θ2'·平均1275°35′236°20′95°41′56°21′39°18′39°21′2275°41′236°18′95°36′56°18′39°21′3275°41′236°18′95°42′56°19′39°23′计算得，n=1.52三、偏振法【实验原理】光是一种电磁波，电磁波是横波。通常光源发出的光，它的振动面不

8、只限于一个固定方向而是在各个方向上均匀分布的。这种光叫做自然光。光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或线偏振光。使用起偏器可以把自然光变为偏振光，当偏振光平行于检偏器的偏振方向时，才