文档介绍：光学设计性实验报告光学设计性实验题目:测量液体折射率姓名:性别:男学院:年级:XX学号: 指导教师:赵瑛用三种方法测量液体折射率摘要:液体折射率的测量在实际生活中有很多用途,测量方法也多种多样,也各有利弊。在学完大学基本物理实验后对液体测量有了新的想法,主要利用的牛顿环和劈尖干涉来测量液体折射率。其优势在于结果误差小、快捷和原理简单。关键词:液体折射率牛顿环劈尖干涉布鲁斯特角引言:在研究光的干涉和衍射过程中,都在空气中进行,即n=1。只要将装置放在被测液体中,那么n就可以被测量出来。原理上有很强的可行性和可操作性,是较为理想的测量方法。在实际测量中要注意实验操作和数据分析。测量液体折射率的三种方法: 一、利用牛顿环测液体折射率实验原理: 牛顿环仪是由待测平凸透镜L和磨光的平玻璃板P安装在金属框架F中构成的。牛顿环是由等厚干涉形成的干涉条纹。根据所学的知识,任意俩干涉环的半径平方差和干涉级及序环数无关,而只与俩个环的序数之差有关,即 rm2?rm1?n(m1?m2)R? 2 2 。在空气中,n=1;在液体中,n值为被测值。利用牛顿环原理,有公式: rm22?rm21?(k2?k1)R?在空气中 rj22?rj21?n(j2?j1)R?在液体中令k2?k1?j2?j1,俩式做比可以得到:n? rm2?rm2r 2j22 2 ?r 2j1 ,故只要分别测出在空气中和液体中牛顿环相同干涉级下的环的半径作比即可。实验步骤: ,并做好实验准备; ,并记录实验数据; ,将空气薄膜变成液体薄膜,测量牛顿环的半径,并记录实验数据;。实验数据: 数据分析: 2 代入公式n? rm2?rm2r 2j2 2 ?r 2j1 ,计算可得:n= 方法二:劈尖干涉测水的折射率实验原理: 将俩块平板玻璃叠放在一起,一端用细丝将其隔开,则形成以劈尖形空气薄膜。若用单色平行光垂直入射,在空气劈尖的上下表面发射的俩束光将发生干涉。干涉条纹是一组明暗相间的等间距的直条纹。对于暗纹来说: d0?j ? 2n?nsin? 22 21 由此可得,条纹间距为:?x2?对于空气来说: ?x1? a 2n2cosi2sin? ? 2n1cosi2sin? ?x1?x2 所以 n2? 。即,只要得到在空气和水中的条纹间距就可以计算出液体的折射率。实验步骤: ,一杯液体水和毛涮 ,能观察到清晰的明暗相间的条纹; ,并在合适的条纹数下记录条纹间距;。数据分析:代入公式n2? ?x1?x2 分析得:n1=n2=n3= 结论:水的折射率n=。方法三:最小偏向角法实验原理: 在三棱玻璃柱内灌满液体水,利用分光计测定最小偏向角?。根据所学的知识,在入射光线和出射光线出于光路对称的情况下,偏向角最小,记为?m。可以证明液体折射率n与棱镜角A、最小偏向角?m有如下关系: sin A??msin 2A2 n? 因此,只要测出A和?m就可以求得液体折射率n。实验步骤: ; ,使准直管射出平行光束; ,实验具体步骤见普通物理实验光学部分;,处理数据,得出结论。实验数据: 数据分析: sin A??m 2A2 由以上数据,最终可得A=59o34??m=24o42?代入公式n? sin 得: n=值比水的标准值要大,是因为在玻璃表面也有光的折射,使最小偏向角变大了些,进而使折射率变大。前景展望: 液体折射率的测量将更加简便和准确,方法也会更加实用。实验报告单专业应用物理学班级11应用物理学本科院(系物机学院姓名学号同组人/ 实验室S4104组号/日期课程实验项目编号一、实验目的熟悉ZEMAX操作界面; 练****如何建立初始结构、设定视场和工作波长; 掌握solve功能; 初步了解优化及像差分析工具。指导教师吉紫娟成绩实验项目名称二、实验环境电脑、ZEMAX软件三、实验原理基本要求:建立一个单透镜,焦距为100mm,入瞳直径为25mm,二个面的曲率半径分别为100mm,-100mm,中心厚度为4mm;视场0,7,10度;波长:可见光;玻璃材料:BK7;用Solve功能将像面移到焦点上。提高要求:对所设计的单透镜进行优化。并用光线扇形图、弥散斑以及其它的分析工具来评估系统性能。四、实验步骤在桌面上以自己的学号+姓名建立文件夹,所有的文件都保存其中。在上述文件夹中保存设计图文件,保存名为“单透镜+学号”。设置系统孔径。设置视场角。设置波长。键入透镜资料。设置透镜参数。评估系统性能。使用SOLVE功能。优化。分析系统性能。五、记录与处理六、思考题如何用Solve求解的方法,将设计的单透镜的