测量玻璃的折射率方法

‘壹’ 光学介质中折射率的几种测量方法

介质折射率测定的五种方法
折射率是表征介质光学性质的重要参数，因此折射率的测定成为几何光学的重要问题。介质折射率的测定具有现实意义，成为高考的重点，介质折射率测定的通常有一下五种方法。
一、成像法
原理：利用水面的反射成像和水的折射成像以及折射定律测定水的折射率
方法：如图1-1所示，在一盛满水的烧杯中，紧挨杯口竖直插一直尺，在直尺的对面观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像，若从点P看到直尺水下最低点的刻度B的像 (折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像 (反射成像)重合，读出AC、BC的长，量出烧杯内径d，即可求出水的折射率n．
计算方法如下：光线从O点射出液面时，入射角为i，折射角为r，由光的折射定律

例1一直杆AB的一部分竖直插入装满某种透明液体的柱形容器中，眼睛从容器的边缘D斜往下看去，发现直杆A端经液面反射的像恰好与B端经液体折射形成的像重合，如图1-2所示，已知 ，该液体的折射率是 ．
解析：本实验光路图如图1-3所示，则
二、插针法
原理：光的折射定律．
方法：如图2-1所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使 )，在直线OP上P、Q两点垂直插两枚大头针．把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直．在水面上观察，调整视线P的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住Q、P的像，丁挡住S及Q、P的像．从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角i、r，则水
的折射率 ．
例2用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图2-2所示的四个图中 是学生实验插针的结果:
(1)在这四个图中肯定把针插错了的是 ．

(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是 ．计算玻璃的争折射率的公式是 ．
解析：将 看做入射光线， 看做出射光线，由折射定律知，入射光线与界面垂直，进入玻璃砖后，传播方向不变．由作出的光路图可知A、C错误；而B中光路虽然正确，但入射角和折射角均为零度，测不出折射率，只有D能比较准确测出折射率，角度如图2-3所示，其折射率 ．

例3 如图2-4所示，等腰直角棱镜ABO的两腰长都是16cm．为了测定它的折射率，棱镜放在直角坐标系中，使两腰与Ox、Oy轴重合．从OB边的C点注视A棱，发现A棱的视位置在OA边上的D点，在C、D两点插上大头针，C点的坐标位置(0，12)，D点的坐标位置(9，0)，由此计算出棱镜的折射率为
解析：从C点注视A棱，发现A棱的视位王在OA边上的D点，说明光线AC经OB边发生折射，反向延长线过D点，由此可作出由A棱入射到C点的光路如图2-5所示，则棱镜的折射率为
三、观察法
原理：光的折射定律．
方法：取一圆筒，放在水平桌面上，如图3-1所示．从点A观察，调整视线恰好看到筒底边缘点B，慢慢向筒中注入清水至满，仍从点A观察，能看到筒底的点C，记录点C位置，量出筒高h，筒的内径d及C到筒另一边缘D的距离 ，则水的折射率 ．
例3 如图3-2所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d，当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B，当桶内油的深度等于桶高一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距 ．由此可得油的折射率n＝ ；光在油中传播的速度 ．
解析：画出光路图如图3-3，可知：
，
，

四、视深法
原理：利用视深公式
方法：在一盛水的烧杯底部放一粒绿豆，在水面上方插一根针，如图4-1所示．调节针的位置，直到针尖在水中的像与看到的绿豆重合，测出针尖距水面距离即为杯中水的视深 ，再测出水的实际深度h，则水的折射率 ．
五、全反射法
原理：全反射现象．
方法：在一盛满水的大玻璃缸下面放一发光电珠，如图5-1所示．在水面上观察，看到一圆的发光面，量出发光面直径D及水深h，则水的折射率 ．
例4 如图5-2所示，在水中深度为h的地方有一点光源，为了使光不露出水面之外，在该点源的正上方的水面上漂浮一遮盖物，设水的折射率为n，这个遮盖物的最小面积为多少?
解析：利用全反射原理，设最小面积为S，半径为r，
，
得：
例5在一次测玻璃的折射率实验中，采用了如下方法，将一块半圆形玻璃砖放在水平面上(如图5-3所示)，用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O，以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖，当刚转过 角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线．这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小．那么，上述测定方法主要是利用了 的原理，该玻璃的折射率 .
解析：当半圆形的玻璃砖刚好转过 角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，就说明此时恰好发生全反射．因原来入射光线与界面垂直，故当玻璃砖转过 角时，法线方向也转过 角，故此时入射角为 ， 角即为发生全反射的临界角，故有：

里面的图片我穿不上来，你要的话和我联系。

‘贰’ 求：用插针法测玻璃的折射率实验步骤

某同学用插针法测半圆形玻璃砖的折射率，部分实验步骤如下：

A．将玻璃砖放置在固定于水平木板的白纸上，用铅笔记录玻璃砖直径的两个端点EF；
B．先取走玻璃砖，连接EF，做EF的中垂线MN交EF于O点，取直线OQ，在OQ上竖直的插上大头针P1、P2
C．再将玻璃砖放回原位置，在图中EF的下方透过玻璃砖观察P1、P2并插针

‘叁’ 如何用玻璃三棱镜测定玻璃折射率

常见测玻璃折射率用插针法或光束照射法
你这样的问题应该是针对光束照射法问的
简单点说,一、要单色光 二、光束集中度要好 所以一般采用激光束

‘肆’ 如何测量眼镜的折射率（具体测量方法）

镜片折射率的测量

余红/文

在眼镜验配实际工作中,可以用镜度表、厚薄卡尺 :2: 和焦度计测量来计算镜片折射率,本文现对各种测量方 例如:如果镜片的折射率是 1.70,镜度表测量出 法和计算方法进行阐述。 该镜片前面的屈光力 ,则镜片的实际屈光力

。 是 1 测量方法和原理 1.1 用镜度表测量镜片屈光力 1.2 用厚薄卡尺测量镜片中心厚度

厚薄卡尺在测量镜片的中心厚度 时,要垂直于镜

片表面,如图3所示。

图1 图2 图3 镜度表外观如图1所示,将镜度表的3 直置于镜片表面,中间的测量头对准镜F 与每 一个镜片由两个面组成,则镜片的屈光力 个测量头垂

片光学中心进行 测量,可以直接在表盘上读出球面镜一面的屈光力关系式为:

片的面屈光力数值

:3: :数值范围 -20.00D~+20.00D:。 镜度表测量球

F ——镜片前面屈光1面屈光力原理如图2所示,3个测量

F ABC AC B 力 ——镜片后面屈头 3点位于一个平面内,间距为已知,2

t 光力 ——镜片中心厚H 点通 过镜片光学中心,可以测量球面弧的矢高,由

度 公式

n ——镜片折射率 根据公式

:2:和公式:3:,得计算出球表面的曲率半径

再由屈光力、折射率和曲率半径的关系式

:1:

nr镜片折射率 ,球面曲率半径 ,则 可以直接在镜度表上读出球面的屈光力。 目前使

用的镜度表,在运用公式:1:时,参考r 由于镜片的曲率半径 为等量,得 的 折射率是1.523,所以如果镜片折射率是1.523, ..中国眼镜科技杂志12014 124 出的数值就是该镜片表面的屈光力;如果镜片的则读

折射率 不是1.523,则镜片表面的屈光力还需进

行换算。

F F 设镜片表面屈光力,镜度表测量出的屈光力, 表

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2 用焦度计测量并计算镜片屈光力

用焦度计测量镜片时,要使用有阿贝数补偿的焦度 计,测量出的是镜片的:后:顶焦度,根据公式可计算 出镜片的屈光力。

:4:

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眼镜网络

F ——镜片屈光力

F'——焦度计测量出镜片顶焦度 0

2.1 镜片折射率计算

由镜度表测得并计算的镜片屈光力与焦度计测量

并计算的镜片屈光力应该相等,即公式:3:

整理后得: 和公式

例2:将例1的镜片近似看作是解得: :4:相等,

得:薄镜片,用镜度表

F F 测量得出 =+7.00D,=-4.70D ;用焦度计测表1表2

:5: F量 得出镜片的度数是 '=+4.00D,求镜片的折射0

将公式:2:代入公式:5:,得:率。

n 解:设镜片折射率为,将测得的数据代入公式

:7:,得: :6: F F F 式中,、、' 和 均为已知,则通过计表1 表2 0 算 可以得出镜片折射率数值。 解得: 通过以上两个例子可以看出, t 如果是薄镜片,则 =0,公式:6:则简化为: 在镜片折射率的测量

和计算中,镜片的中心厚度有一定的影响,特别是对于

:7: 正镜片,不能轻易用薄镜片公式计算,否则会造成较大 F 表例1:一个镜片,用镜度表测量得出误差;在使用镜度表和厚薄卡尺进行测量时,需要掌握 D =+7.00, 1一定的技巧,才能测量准确;焦度计的阿贝数补偿不可 F D =-4.70;用厚薄卡尺测量得出镜片中心表2 忽视。因此,只有在正确的操作下进行正确的计算,才 t mm 厚 度是 =7,用焦度计测量得出镜片的度数可以较精确地测量出镜片的折射率。 F D 是 '=+4.00,求镜片的折射率。 0作者单位:天津职业大学 解:设镜片折射率为 ,将测得的数据代入公式

:6:,得:

婴幼儿视力保护5问

王洪峰 王恩荣/文

1. 浴霸强光损害幼儿眼睛吗,

婴幼儿不宜在开着浴霸的浴室中洗澡,因为浴霸强

光中含有的高能量可见光——蓝光,会对幼儿视力造成

伤害。

虽然4成以上的父母知道紫外线和电视、

会对孩子眼睛健康产生危害,但只有少数电脑辐射

父母了解蓝光 对孩子眼睛健康更有害。与成人相比,

婴幼儿的晶状体 无法有效过滤光线,眼睛更容易受损。

紫外线和红外线 通常都会被角膜和晶状体吸收,一般

不会接触视网膜。

‘伍’ 关于玻璃折射率测量方法很多，如插针法和全反射法．请完成下列问题：在用插针法“测定玻璃的折射率”实验

解答：sinisinr得知，测得的折射率将不变．故C正确．
故选C

‘陆’ 如何用分光计测量玻璃的折射率请说明操作过程

在纸上画两条相互垂直的线，过交点画一定角度的直线为入射光线，从玻璃一边缘射入光线，玻璃的另一边，在出射点扎上一跟针，在离第1根针的附近，扎上第2根，使第一根、第二根，出射点成一条直线连接交点和两个扎点。

‘柒’ 测玻璃的折射率有哪些方法

是玻璃下界面在实际界面上方吗，那就是偏大，画出图就行，，。入射光线和射出光线都不变，入射点不变，测量计算时光线射出点被移到右下方，导致折射角变大，所以折射率偏大！若是上界面在实际界面上方，就偏小，

‘捌’ 测玻璃折射率的方法谁知道，麻烦写六种

详细做法参考网络文库：http://wenku..com/view/7890cb1252d380eb62946dfe.html

要学会使用网络、网络文库。很多东西这里面都有的。

‘玖’ 如何测量玻璃折射率

测量玻璃折射力的时候，是需要用我们的多普勒的仪器的。用我们的激光通过我们玻璃的时候，就可以使用这台仪器来进行测量仪器，上面会显示各式各样的数据。

‘拾’ 测量玻璃砖的折射率

用量角器和手电筒，做出法线，然后让光束与法线成一定角度入射，量出入射角和折射角，求正弦值之比。