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通過本次實驗操作,要求學會用V 棱鏡法測定玻璃折射率的方法,并理解儀器的測試原理,加深對玻璃光學性能的了解.

方法原理

該V棱鏡折射儀的測試原理如下圖所示.

根據上圖分析可知,當一束垂直于V棱鏡入射面的平行光進入V棱鏡后,若被測試樣的折射率與V棱鏡折射率N₀相同時,光線通過V棱鏡將不偏折;若被測試樣折射率與V棱鏡折射率N₀有差異時,光線將遵循折射定律發生折射.當出射光線與入射光線的夾角為θ時,按照折射定律可以推算出θ與被測試樣折射率N之間的關系為

N=√{N₀²+sinθ√（N₀²+sin²θ）

若能求得θ角代入上式，即可以得被測試樣的折射率N₀當采用不同波長的單色光入射時，即可求得相應于某種波長之折射率N_λ。

將一測角儀垂直安置，使其刻度盤的軌道通過入射光線與出射光線的交點O，將測角儀上望遠鏡系統先對準入射光線的刻度盤讀數，然后再對準出射光線的刻度盤讀數，兩者讀數之差，即為θ角值，根據上述公式便可求得折射率N的值。

測試設備

1、阿貝折射儀一臺；

2、鑷子1把；

3、酒精、乙醚；

4、不同折射率的浸油一套（按測試試樣需要而配制）；

5、V棱鏡一臺（WZV-1型）；

6、脫脂棉花；

7、被測玻璃試樣多塊；

8、試樣制備設備（切割、研磨、拋光機及測角儀）。

測試設備主要為V棱鏡折射儀，該設備主要由光學部分和機械部分組成，光學部分包括瞄準系統和讀數系統。

測試步驟

1、試樣的要求與制備

選取無缺陷的玻璃材料一塊，切割成為直角棱鏡，其直角邊長約為20mm，厚約20mm（如材料尺寸不夠時，應用的直角邊至少應大于8.5mm，厚度應大于11mm）。直角的準確角度為90°±1°，兩個直角面只需要細磨即可，但為了便于檢查直角精度，將一面拋光。

2、操作方法

1）選擇一塊適合的V棱鏡（即要求V棱鏡的折射率N₀和被測試樣折射率N之間相差±0.2），用脫脂棉蘸少許酒精或乙醚擦凈V棱鏡的通光面，將校正用的同V棱鏡配對的直角塊滴上少許浸油，此浸油的折射率與V塊標準折射率N₀之差不大于0.01，然后將此直角放入V槽內，要求接觸面應無氣泡。

2）接通單色光源及讀數系統照明光源，稍隔幾分鐘，待亮度保持穩定后，才能開始操作。

3）調節聚光鏡，使光線均勻地充滿狹縫。

4）調節望遠鏡系統目鏡，直至在視場中看清楚雙分線及狹縫單絲像。

5）轉動望遠鏡臂使狹縫單絲像基本上平分雙分線，鎖緊剎車手輪并利用微動手輪使狹縫單絲像精確地平分雙分線。

6）轉動測微手輪使讀數目鏡視場內的單刻線平分刻線，此時讀數目鏡視場中讀數應為0°00′00〃，必要時調節螺釘來達到。

7）若讀數目鏡視場中讀數偏離0°00′00〃時，則先用測微手輪使測微尺為0°00′00〃，然后調節微動手輪使讀數目鏡視場內單刻線平分雙刻線，再用調節螺釘使望遠鏡系統目鏡視場中狹縫單絲像精確地平分雙分線，這時可能有讀數目鏡視場中刻線暫沒有精確平分雙刻線，則需要重復上述步驟，多次進行調節，但是在一般情況下，零位若有微小偏差，不應該去多次校正，只需在讀得的θ角加上或減去這個偏差。

8）移去校正直角塊，用脫脂棉蘸或酒精擦凈V槽和直角塊，上述校驗操作結束。

9）在被測試樣上滴上少許浸油，此浸油的折射率與待測試樣的折射率差不應大于0.02，然后將試樣附在V棱鏡V形槽內，成為一組合體。

10）轉動望遠鏡系統，在目鏡中找到狹縫單絲像準確低平分雙刻線。

11）鎖緊剎車輪并轉動微動手輪，使狹縫單絲像準確地平分雙分線。

12）在讀數系統視場中，轉動測微手輪，當瞄準窗內單刻線平分雙刻線后，讀取角度值θ（度盤上每小格為10〃，測微尺上每小格為0.05〃）并記錄。

13）將讀出的角度值θ在表上用內差法查出δ_ND+N_0D（N_0D為此V棱鏡的折射率），若測其他波長（λ）的譜線時，折射率N_λ可用其它光源。

測試結果計算

根據所測得的角度θ在技術表中查取δ_N和g_λ，用下述公式進行計算：

N_λ=δ_N+N_0λ+g_λ

式中：N_λ——波長為λ時，被測試樣的折射率；

δ_N——根據所測得的θ在表中查得（該表儀器說明書配）；

N_0λ——波長λ時，V棱鏡的折射率；

g_λ——根據所測得的θ在表中修正項內查得。

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