实验2：光的折射 实验仪器 白炽灯光源(0S-9102B) 平面镜(0S-9136) 光具座(0S-9103) 观察屏(0S-9138) 角度位移器(0S-9106A) 狭缝障板(0S-9139) 元件支架(0S-9107) 光度计和光纤探头（选做内容） 玻璃平板(0S-9128) 0.5m激光器（选做内容） 聚丙烯平板(0S-9129) 实验目的 确定入射光方向、折射光方向和折射率之间的关系。 实验原理 真空中的光速接近3×10m/sc,并且不随波长变化而改变。这一情形与光在其它介质 中有所不同。除极少数特例之外，光在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，且光速 随着波长的变化而变化。 如果光在两种介质中以不同的速度传播，光的波动特性使得光从一种介质进入另一种介 质时传播方向发生改变，这一现象称为折射。定义介质的折射率n为真空中的光速c与光在 该介质中的速度ⅴ之比。因为光速，是随波长变化的，所以对于折射率必须指明它所对应的 波长。 本实验的目的是要确定入射光方向、折射光方向和折射率之间的关系。玻璃的折射率在 整个可见光谱范围内的变化小于2%，因此在实验中使用白炽灯光源不会引入大的误差，使 用激光从理论上来说可以得到更精确的结果。 实验内容 I.折射率 1.取一张边长约为5cm的方纸片，在中间画一毫米刻度线（类似于观察屏上的刻度线）。 2.如实验1中的安装步骤，将纸片放在角度位移器上的玻璃平板和元件支架之间，利用磁 性吸附住玻璃平板和纸片，毫米刻度线保持水平方向。 3.调节元件支架的位置，使得玻璃平板的后表面与垂直于光具座的刻痕线重合。 4.保持玻璃平板垂直于光具座，调整狭缝障板的位置，使得纸片上狭缝象的一个垂直边与 转盘上平行于光具座的刻度线平行。如果玻璃平板不改变光的路径，转动角度位移器的 转盘，狭缝象的垂直边将保持在中心。 5.转动转盘并记录狭缝象垂直边位置的变化。入射光线经折射后是偏向还是偏离法线？测 量转角以及狭缝象垂直边的位移，可以计算折射率（如图2.1）。 注意：使用这个方法，存在一个小的误差。因为我们不能确定狭缝象边缘的光最初是否垂直 于玻璃平板（为什么？），因此0值的测量是不精确的。在下面的第二部分将给出较精确的 测量方法。 6.用聚丙烯平板替代玻璃平板，测定聚丙烯的折射率。3 实验 2：光的折射 实验仪器 白炽灯光源（OS-9102B） 光具座（OS-9103） 角度位移器（OS-9106A） 元件支架（OS-9107） 玻璃平板（OS-9128） 聚丙烯平板（OS-9129） 平面镜（OS-9136） 观察屏（OS-9138） 狭缝障板（OS-9139） 光度计和光纤探头（选做内容） 0.5mW 激光器（选做内容） 实验目的 确定入射光方向、折射光方向和折射率之间的关系。 实验原理 真空中的光速接近 3×108m/sec，并且不随波长变化而改变。这一情形与光在其它介质 中有所不同。除极少数特例之外，光在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，且光速 随着波长的变化而变化。 如果光在两种介质中以不同的速度传播，光的波动特性使得光从一种介质进入另一种介 质时传播方向发生改变，这一现象称为折射。定义介质的折射率 n 为真空中的光速 c 与光在 该介质中的速度 v 之比。因为光速 v 是随波长变化的，所以对于折射率必须指明它所对应的 波长。 本实验的目的是要确定入射光方向、折射光方向和折射率之间的关系。玻璃的折射率在 整个可见光谱范围内的变化小于 2%，因此在实验中使用白炽灯光源不会引入大的误差，使 用激光从理论上来说可以得到更精确的结果。 实验内容 I．折射率 1. 取一张边长约为 5cm 的方纸片，在中间画一毫米刻度线（类似于观察屏上的刻度线）。 2. 如实验 1 中的安装步骤，将纸片放在角度位移器上的玻璃平板和元件支架之间，利用磁 性吸附住玻璃平板和纸片，毫米刻度线保持水平方向。 3. 调节元件支架的位置，使得玻璃平板的后表面与垂直于光具座的刻痕线重合。 4. 保持玻璃平板垂直于光具座，调整狭缝障板的位置，使得纸片上狭缝象的一个垂直边与 转盘上平行于光具座的刻度线平行。如果玻璃平板不改变光的路径，转动角度位移器的 转盘，狭缝象的垂直边将保持在中心。 5. 转动转盘并记录狭缝象垂直边位置的变化。入射光线经折射后是偏向还是偏离法线？测 量转角以及狭缝象垂直边的位移，可以计算折射率（如图 2.1）。 注意：使用这个方法，存在一个小的误差。因为我们不能确定狭缝象边缘的光最初是否垂直 于玻璃平板（为什么？），因此θ值的测量是不精确的。在下面的第二部分将给出较精确的 测量方法。 6. 用聚丙烯平板替代玻璃平板，测定聚丙烯的折射率