测量气体,液体,固体的折射率

一.实验的目的和意义

1 .通过阿贝折射仪测水，糖水，玻璃的折射率，掌握阿贝折射仪的使用，同时了解掠入射法测定液体折射率，反射法和掠入法测固体折射率，即掌握使用阿贝折射仪测定物质折射率的方法，另外通过对葡萄糖溶液折射率的测定，确定其浓度。

2.通过自行搭建干涉装置，掌握分振幅法产生双光束以实现干涉的原理，观察非定域干涉条纹，掌握用干涉条纹计数法测量空气折射率的原理与方法。

3.通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。

二.实验基础知识与实验原理

1.阿贝折射仪是测物质折射率的专用仪器，他能快速而准确地测出透明液体，半透明液体或固体材料的折射率。阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，应用阿贝折射仪测量物质的折射率的方法是建立在全反射原理基础上的掠入射法，其中液体折射率由掠入射法测定而固体折射率由掠入法和反射法测定。

图 1 望远系统读数系统读书系统光路图

图 2（阿贝折射仪）

2.牛顿环测液体折射率,其中牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。

图3（牛顿环）

牛顿环是一种典型的等厚薄膜干涉现象，能充分显示光的波动性。本文通过研究对比空气和水在牛顿环里发生的干涉现象，更新了液体折射率的测试方法，使牛顿环的应用更加丰富，开拓了物理实验的新视野。 设计原理

当以波长为x 的钠黄光垂直照射到平凸透镜上时，由液体膜上，下表面反射光的光程差以及干涉相消。 即暗纹条件：

)1......)(

2,1,0(2/)12(2/2=+=+=n n ne λλδ 式中e 为某一暗纹中心，所在处的液体膜厚度，k 为干涉级次。

利用图中的几何关系，可得：R r e 2/2

= (r 为条纹半径），代入（1）式，有

图4

......)2,1,0(2/)12(2//2=+=+=n n R nr λλδ （2）

则暗纹半径

......)

2,1,0(/==n k nR r k λ （3）

若取暗纹观察，则第m ，k 级对应的暗环半径的平方

n

mR r m /2

λ= （4） k

nR r n /2λ= （5）

两式相减得平凸透镜的曲率半径

)

/()(22n m n r r R n m --= （6）

观察牛顿环时我们也将会发现牛顿环中心由于形变，灰尘，水等的影响，中心不是一点，而

是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。目因而圆心不易确定。故常取暗环的直径替换。进而有

λ

)(4/)(2

2n m n D D R n m --= （7）

同理对于空气膜。则有

λ

)(4/2'2'n m D D R n m --= （8）

式（7）与式（8）相比，可得：

)

/()(222'2'n m n m D D D D n --= （9）

由（9）式可知，只要测出同一装置（相同的平凸透镜和平面的玻璃板）下的空气膜和液体膜的条纹直径，即可求出液体的折射率。

3.迈克尔逊干涉仪是许多近代干涉仪的原型它是一种分振幅双光束的干涉仪，用它可以观察光的干涉现象（包括等倾干涉条纹、等厚干涉条纹、白光干涉条纹）。 迈克尔逊干涉仪中的两束相干光各有一段光路在空间是分开的，两相干光束的光程差的改变可以由移动一个反射镜或在一光路中加入另一种介质得到，在其中一条光路中放进被研究对象不会影响另一光路，因此，常用它来测量，如物质的折射率、厚度的变化、气压等一切可以转化为光程变化的物理量，本实验利用分立光学元件在光学平台上搭建迈克尔逊干涉装置，在干涉仪的一个臂中插入小气室来测定空气的折射率。本实验先调出非定域干涉圆条纹，再插入小气室，使小气室的气压变化ΔP ，从而气体折射率改变Δn ，这时光经小气室的光程发生变化2l Δn ，引起干涉条纹“吞”或“吐”N 条。在一定温度15~30℃，气压不大时，气体折射率的变化量Δn 与气压变化量ΔP 成正比：

图5

（10）

(11)

（12）

λ为He-Ne 激光器波长（632.8nm ），大气压P 为1.01325×105

Pa ，l 为长度，N 为干涉条纹在气压改变ΔP 下的移动量（冒出或缩进圆环个数）。通常，在温度处于15~30℃

范围时，空气折射率可用下式计算：（式中温度t 的单位为℃，压强P 的单位为Pa

()9

,10003671.018793.21-?+=

-t P

n P t （13）

(1)等倾（薄膜）干涉

根据迈克尔逊干涉仪调节和使用可知，(如图6)两束光到达O 点形成的光程差δ为：

δ=2L 2

-2L 1

=2（L 2

-L 1

） （14）

图6

若在L2臂上加一个为L 的气室，如图2所示，则光程差为：

δ=2（L2-L+2nL-2L1 （15） 整理得：

δ=2（L2-L1）+2(n-1)L （16） 保持空间距离L 2

、L 1

、L 不变，折射率n 变化时，则δ 随之变化，即条纹级别也随之变化。

（根据光的干涉明暗条纹形成条件，当光程差δ=kλ时为明纹。）以明纹为例有 δ2

=2（L 2

-L 1

）+2(n 2

-1)L =k 2

λ （17）

δ2

=2（L 2

-L 1

）+2(n 2

-1)L =k 2

λ （18）

令：

Δn =n 2

-n 1

，m =（k 2

-k 1

） （19）

将上两式相减得折射率变化与条纹数目变化关系式。

2ΔnL=mλ （20） (2)折射率与压强的关系

若气室内压强由大气压p b

变到0时，折射率由n 变化到1，屏上某点（观察屏的中心O 点）

条纹变化数为m b

， 即 n-1=m b

λ/2L 通常在温度处于15℃~30℃范围内，空气折射率可用下

式求得：

（21）

式中，t （℃）为温度，p （Pa ）为压强。在室温下，温度变化不大时，（n-1）可以看成是压强的线性函数。设从压强p b

变成真空时，条纹变化数为m b

；从压强p 1

变成真空时，条纹

变化数为m 1；从压强p 2变成真空时，条纹变化数为m 2；则有

（22）

整理得：

Pb

P m

L n ???

+

=21λ

（23）

三.实验方案

1.阿贝折射仪测介质的折射率

在一定温度下，对一定浓度的某种溶液来说，其折射率是一定的。不同浓度的溶液将具

有不同的折射率，因此通过用阿贝折射率测水，糖水，玻璃的折射率。

如图一 打开小反光镜，调节反射镜，使两个望远镜视场明亮，调节望远镜系统中的目镜，看清分划板上的刻度线（X 型准线），调节读数望远镜中的目镜，并转动棱镜手轮，看清刻度值，再把棱镜组打开，用酒精将棱镜表面擦洗干净，将某一已知浓度的糖水用滴管注入照明棱镜的磨砂面上，使之均匀铺满一层。合上棱镜，转动棱镜手轮使照明望远镜中见到“半影视场”，转动消色散棱镜手轮直至能看到很清晰的暗区边缘为止，再调节手轮使暗区边缘恰好与十字线叉丝重合，由刻度盘上记下此时的折射率。

图7 (1).掠入法和反射法测固体折射率

测量固体样品时，若样品透明，则将样品的一个抛光面与折射棱镜（3）并合，其间加一层折射率介于样品与阿贝棱镜之间的接触液。而样品的另一边就可以进行测量，如图 ①掠入法

图8

②反射法

图9

图10

2.牛顿环测液体的折射率

读取数据时，首先沿正方向旋转棱镜转动动手轮（如向前），调节到后位，记录一个数据。然后继续沿正方向旋转一小段后，再沿反方向（向后）旋转棱镜转动手轮，调节到位后，又记录一个数据，取两个数据的平均值

将牛顿环装置放在毛玻璃上。点燃钠光灯，调节显微镜前面的透光反射镜的角度，与水平面45的角度，这样从目镜中看到明亮的光场旋转目镜旋钮，使分化板上的十字线位于目镜成0

的交线上，即从目镜中看到清晰地十字线。缓慢转动手轮，使显微镜自下而上缓慢上移，直到从目镜中看到清晰地干涉图样，并使相与交叉丝无视差。略微移动牛顿环装置，使显微镜十字叉丝位于牛顿环中心。

图11

将牛顿环装置的凸透镜和平板玻璃拆开，用滴管在平板玻璃上滴一层待测液体，然后压上凸透镜。由于液体有表面张力，能够充满凸透镜和平板玻璃之间的空间。则现在凸透镜和平板玻璃之间形成了液体膜。将此装置放到显微镜的载物台上，调节手轮，使显微镜由低到高缓慢移动，直至在目镜中看到清晰地干涉条纹为止。由于液体膜压得不会很均匀。故在视场中的某个地方会出现一小块空气膜，其干涉花样如上面右图所示。

3迈克尔逊干涉仪（He-Ne激光器法）测空气的折射率

将各器件夹好，靠拢，调等高；调激光光束平行于台面，按图所示，组成迈克尔逊干涉光路（暂不用扩束器和气室）；调节反射镜M1、M2的倾角，直到屏上两组最强的光点重合；加入扩束器，经过微调，使屏上出现一系列干涉圆环；测量气室长度l，加入气室，紧握橡胶球反复向气室充气，至气压表满量程（40KPa）为止，记为ΔP；缓慢松开气阀放气，同时数干涉环变化数N，至表针回零。多次重复测量；记录实验室温度；计算实验环境的空气折射率n。另外

调整迈克尔逊干涉仪的反射镜时，须轻柔操作，不能把螺钉拧的过紧或过松。工作时切勿振动桌子与仪器，测量中一旦发生振动，使干涉仪跳动，必须重新测量。

数条纹变化时，应细致耐心，切勿急噪。

图12

四.实验原始数据记录

2测量蒸馏水薄膜的牛顿环数据

0数据表取m-n=25 仪器误差：0.005mm 室温22C

3、测空气折射率原始数据记录（m 9108.632-?=λ）

气室长度：cm L 44.20=；室温：t=23.2℃；大气压强：Pa p 5

1001325.1?=

五.实验应用

1.阿贝折射仪测水，糖水，玻璃的折射率

仪器误差Δn=3×104按均匀分布处理则测不确定度：（糖水的浓度13%） 来自水的折射率：n1=1.3343+0.0002 糖水的折射率：n2=1.3523+0.0002

2.水膜时牛顿环的曲率半径计算

令

曲率半径最佳值

(1).不确定度计算

A类不确定度：

B类不确定度：

仪器误差：Δ仪＝0.005mm

注：

取值最大值，

＝D 55＝9.759mm ，

故

（2）写出实验结果：

相对不确定度：

百分差：

（3）计算水的折射率：

299.1384

.40479

.52n 2n

2m 2n 2m ==

--=’’D D D D

n 的相对误差为

n 的绝对误差为

016.0299.1%2.1n r n ==?=?E

所以水的折射率为 016.0299.1n ±=

3.自组迈克尔干涉仪的数据处理

()9.688

70696872666867718

8

1

=+++++++=?=

?∑=i i

N

N

0002702.110

401001325.11044.202108.6329.6812135

29=???????+=???+=--p p l N n λ计 空气折射率n 的理论值

0002783.1102

.13003671.011001325.18793.2110003671.018793.21959

=??+??+=?++=--t p n 理

测量结果的相对误差：

%0008098.0%1000002783

.10002702

.10002783.1%100=?-=

?-=

理

计

理n n n E n

六．实验误差分析

1.阿贝折射仪测折射率

①. 用阿贝折射仪标准测量出的水，糖水的折射率分别为：1.3346 , 1.3406. 本次实验测出 糖水分别为:1.3343,1.3523与准确值比较,相对误差分别为:0.015% 0.873%.

②.不同种玻璃的折射率不同,其标准值也不同,由于不能确定实验室玻璃的折射率是多少因此这里没有算出玻璃折射率的相对误差.

③.造成实验误差的原因可能是使用仪器前没有处理干净进光棱镜的磨砂面、折射棱镜及标准玻璃块的光学面。

④.另外用标准块校准仪器读数时，所用折射率液太多，过多的折射率液易堆积于标准棱尖处，使明暗分界线的清晰度不够

⑤.在加入的折射率液或待测液中，留有气泡，影响测量结果。

2.He-Ne 激光器法误差分析

查蒸馏水折射率表格可得在20C 0为1.33369 ，对比试验结果以十分接近了。

①计算百分差：%6.2%100334

.1334

.1299.1%100n n n =?-=?-=

标准标准R E 误差很低所以该方法测液体可行。

② 而引起误差的主要原因是： Ⅰ仪器存在误差

Ⅱ在实验时是9C 0与查表的10C 0有点区别

③做实验时数实验视样时环数数错了，显微镜叉丝与显微镜移动时的方向不平行等。 从误差分析中我们可以知道在做实验时我们要做到小心谨慎以避免个人误差的产生。

七.实验结论

1.阿贝折射仪测介质折射率实验相对于其他方法测介质折射率实验来看,其实验的精度高,操作简单,易实行.但在用精密仪器时要更注重仪器本身的高精度操作要求,保证仪器的安全。

2.牛顿环测液体折射率通过牛顿环干涉的方法和在液体内传播的特性，测量液体折射率。其不仅物理意义明确，方法简单而且能获得较好的结果，使我们更好的理解光的特性，提高实践分析问题的能力。

3.迈克尔干涉仪实验，通过在实验装置中增设压强气室，实现了干涉图样的实时观察和气体折射率较精确测量，使得实验具有较强的研究性，对我们在以后的实验中能够更深入的学习具有深刻意义。

八.参考文献

[1]、杨述武主编，普通物理实验(三、光学部分)(第三版)，北京：高等教育出版社，2002年。

[2]、沈元华陆申龙主编基础物理实验（面向21世纪课程教材）高等教育出版社2003年

[3]、陈怀琳等普通物理实验指导（光学）北京大学出版社1990年

[4]、张雄等物理实验设计与研究科学出版社2001年

实验心得

这次设计性的实验让我们有点小小的成就感，不仅学到了不少知识，而且，锻炼了自己的能力；最大的体会是要学会参考借鉴别人，多多问别人,只要花时间没有做不出来的。

回顾实验的过程，总的来说收获还是很多的。最直接的收获是提高了实验中的基本操作能力，并对各种常见仪器有了更多的了解，并掌握了基本的操作。但感到更重要的收获是培养了自己对实验的兴趣。还有，就是切身的体验到了严谨的实验态度是何等的重要。本学期的实验也在很大程度上开阔了我的视野，增长了见识，在感叹先人的聪明才智之余，更激发了我们对未知领域的求知与探索。而且这次实验也是对我们进入大学后的又一次系统的实验方法与实验技能的培训，通过对实验现象的观察、分析和对物理量的测量，使我们进一步加深了对物理学原理的理解，培养与提高了我们的科学实践能力以及科学实验素养。特别是对于我们这样的理科学生，对于我们的理论知识的要求并不是很高，因此对于物理我们并不是理解的很透彻的，实验就给了我们一个机会，让我们更直观地去理解科学，理解物理。科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，大学物理实验为我们提供了这样的一个平台，为我们动手能力的培养奠定了坚实的基础。

除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。还有，回顾整个实验的过程，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。

物理实验远没有我想象的那样简单，要想做好一个物理实验，容不得半点马虎。大学物理实验正是这样一门培养我们耐心、恒心和信心的课，让我们的思维和创造力得到了大幅度的提高，让我们的科学素养有了很大的飞越。真正由被动学习转为主动学习，激发了我们的学习热情，不管实验成功或是失败，我们都能从中获得很多从其它地方得不到的知识，让我们获益匪浅！

测量固体和液体的密度——知识点及各种题型

测量固体和液体的密度 一、测量原理：ρ=m V 二、实验器材：天平、量筒、烧杯、细线、细针、刻度尺（测规则固体） 三、实验步骤： 1、固体密度常规测量步骤： 先测质量后测体积 ①调节天平，用天平测出被测物体的质量m． ②量筒中倒入体积为V1的水，再将用细线拴牢的固体浸没水中，读出这时的总体积V2 ，那么固体的体积V= V2－V1．（排水法） ③求出固体的密度：ρ=m V＝ m V2-V1． ④若要知道该固体是由什么材料构成的，初步判断可查密度表与标准值对照即可． 2、液体密度常规测量步骤： ①将待测液体倒入烧杯，调节天平，用天平测出液体及烧杯的总质量m1． ②将适量液体倒入量筒中，测出液体的体积V． ③测出剩余液体及烧杯总质量m2，则液体的质量m= m1－m2．（减液法） ④求出液体的密度：ρ=m V＝ m1-m2 V． 注：可用密度计直接测量液体密度． 3、利用浮力测密度： （1）ρ物> ρ水： 思路：利用测力计测出重力，可得m；利用浮力算出V排，可得V物．步骤： ①利用弹簧测力计测出物体重力G； ②将弹簧测力计挂着物体浸没在水中，读出此时测力计示数F； ③求出固体的密度：ρ=m V＝ Gρ水 G—F ． （2）ρ物<ρ水： 思路：利用漂浮、悬浮时，物体F浮=G，可得m；利用排水法，可得V．步骤： ①往量筒中倒入适量的水，记录体积V1； ②将物体放入水中，记录体积V2； ③将物体刚好压入水中，记录体积V3； ④求出固体的密度：ρ=m V＝ (V2—V1)ρ水 V3—V1 ． （3）ρ物=ρ盐水>ρ水： 思路：悬浮时，ρ物=ρ液转为求液体密度． 步骤： ①将物体放入水中，不断往水中加入食盐直至物体悬浮； ②测盐水密度．（方法参照测量液体的密度）； ③求出固体的密度：ρ物=ρ盐水．

测液体折射率实验报告

实验题目:表面等离激元共振法测液体折射率实验 预习报告与原始数据见纸质报告。 实验步骤： 1.调整分光计，实验部件安装和线路连接已经完成； 2.传感器中心调整 粗调：将微调座放到载物台上，固定好调节架后，在调节架中心放上准星，调节载物台锁紧螺钉使激光光斑至粗调对准处，不断调节平行光管光轴水平调节螺钉与微调座的两颗微调螺钉，使当游标盘转动一圈时，激光光斑一直照在该处； 细调：调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在细调对准处，不断调节平行光管与微调座使当转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在该处； 中心调节：继续调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在准星顶尖处，再次调节使转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在顶尖处。 3.测量前准备调节 中心调节完毕后，移去准星，放入敏感元件，将游标盘和刻度盘调节到合适位置；调整敏感元件使光垂直入射至半圆柱棱镜中的镀金属膜上，拧紧游标盘止动螺钉；转动刻度盘使刻度盘0o对准游标盘0o；拧紧转座与刻度盘止动螺钉，松开游标盘止动螺钉，从此刻开始刻度盘始终保持不动，将游标盘转回至刻度盘所示65o位置处锁定，测量前准备调节完毕。

4.测量读数 保持刻度盘和游标盘不动，转动望远镜支臂，观察功率计读数，记录其中的最大读数；保持刻度盘不动，移动游标盘从66o到88o，入射角没增加1o，记录功率计最大读数。 5.数据表格与数据处理 (1)数据表格自拟； (2)画出相对光强与入射角的关系曲线图； (3)比较不同溶液的共振角有何差异。 实验样本： 本实验采用样本为：纯净水;无水乙醇；水：乙醇=1：1的乙醇溶液。 实验数据： 1.纯净水 角度(°)666768697071 角度(°)72737475767778相对光强243273376480554581641653角度(°)7980818283848586相对光强700705713733741741758765角度(°)8788

折射率的检测方法及其折光仪与制作流程

本技术公开了一种折射率的检测方法及其折光仪，包括棱镜头、壳体、棱镜、绝热压板、CCD板、接头、散热片、主板以及后盖板，CCD板、CCD传感器、接头和光源均电性连接主板，其折射率检测方法为主板将接收自CCD板传输的光信号转换为光能分布曲线图，根据计算出的动态幅值与初始幅值二次计算得到像素位置，根据事先测量得到的二次标定公式计算出折射率，根据设定的上下限值以及目标值与计算得到的折射率值进行对比，向外发送警报启闭信号、开关启闭信号以及开度信号，该检测方法灵敏度高，该折光仪整体结构紧凑，体积小巧，方便调试拆卸，生产成本与运输成本更低。 权利要求书 1.一种折射率的检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 将折光仪放置在无外在光源的空气中，启动折光仪，折光仪中的光源发出的光线照射到棱镜-空气界面被反射至CCD传感器中，CCD传感器将接收到的光信号发送至主板，主板将其转换为初始光能分布曲线图后计算出初始幅值A，关闭折光仪； 将折光仪安装在流通有待测溶液的管道接口中，开启折光仪，并设定好折射率上限值、折射率下限值以及目标折射率；

折光仪的光源开启，光线经棱镜-待测溶液界面反射至CCD传感器中，CCD传感器将接收 到的光信号发送至主板，主板将其转换为检测光能分布曲线图，计算出动态幅值B，并根据公式，1.0≤K≤2.0，运算得到临界角值C，再将临界角值C转换为像素坐标X值后通过二次标定法得到当前折射率Y值； 当待测溶液折射率高于或低于折射率上限值或折射率下限值时，主板通过接头向外设的警报装置发出警报信号以及向外设的开关组件发送加稀释液或加原液信号，并且对于需要连续补充液体的工况时，主板通过目标折射率与测量得到的折射率之差向外设的开关组件发送开度信号，差值越大开度越大，差值越小开度越小。 2.根据权利要求1所述的一种折射率的检测方法，其特征在于， CCD传感器将接收到的光信号转换成模拟电流信号传输至主板，主板将其进行放大和模数转换后得到光能分布曲线图； 主板根据初始光能分布曲线图和公式计算出初始幅值A，式中，i1为初始光能分布曲线时CCD第1像素的幅值，i2为初始光能分布曲线时CCD第2像素的幅值，in为初始光能分布曲线时CCD第n像素的幅值，n为像素的数量，30≤n≤80； 主板根据检测光能分布曲线图和公式计算出动态幅值B，式中，j2500为检测光能分布曲线时CCD第2500像素的幅值，i2499为检测光能分布曲线时CCD第2499像素的幅值，j2500-m 为检测光能分布曲线时CCD第2500-m像素的幅值，m为像素的数量，30≤m≤80； 主板根据二次标定公式计算出当前折射率 Y值。 3.一种用权利要求1-2任一项所述检测方法的一种折光仪，其特征在于，包括棱镜头，所述棱镜头内设置有棱镜安装槽，所述棱镜安装槽内设置有棱镜，且棱镜头底端对应棱镜开设有检测口，所述棱镜上方设置有绝热压板，所述绝热压板上设置有CCD板，所述CCD板朝下设置有CCD传感器和光源，绝热压板内开设有光线入射通道和光线反射通道，所述光线入射通道上端与所述光源对应，所述光线反射通道上端与所述CCD传感器对应，且所述光线

用掠入射法测定三棱镜和液体的折射率(1)

大学物理实验设计性实验 实 验 报 告 实验题目： 液体折射率的测定 浙江农林大林 物理实验室 实验日期：2012 年5 月29日 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：

液体(水)的折射率测定 实验目的： 1．温习分光仪的结构，并掌握分光仪调节和使用方法 2. 学习用掠入射法测定三棱镜和待测液体的折射率 实验仪器 分光仪，钠光灯，毛玻璃，待测液体（水），三棱镜 实验原理： 1.分光仪的调节 （1）目测粗调 目测调节望远镜光轴﹑平行光管光轴﹑载物台平面，三者大致垂直于分光中心旋转轴。目测是重要的一部，是进一步细调的基础，可以缩短调整时间。 （2）望远镜的调焦，使之能接受平行光，调节步骤如下： 1.目测调焦 2.物镜调焦 （3）调节望远镜光轴及载物台面垂直于仪器中心转轴。 2.调节载物台下G2或G3两螺钉之一，使此h 缩短为h ／2，在调节望远镜倾度调节螺钉，使十字反射像与十字叉丝重合。 3.旋转载物台，用“各半”调节法使另一反射面的十字反射像与“上十字叉丝”重合，这需要2，3两步反复调整数次，要细心，耐心。 4.将载物台转动90°后放在载物台，调节载物台下螺钉G1，使十字反射像与上十字叉丝重合。 2.用掠入射法测三棱镜的折射率 掠入射法测三棱镜折射率的原理如图23-1所示。按照图23-1摆好实验仪器，用扩展光钠光灯源（用钠光灯照亮的毛玻璃）照明该棱镜的折射面AB ，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC 进行观测。在AB 界面上图中光线a 、b 、c 的入射角依次增大，而c 光线为掠入线（入射角为?90），对应的折射角为临界角，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线整体移动分光计或刻度盘使钠光灯大体位于AB 光学面的延长线上，用眼睛在出射光的方向找到一个明暗相间的分界线，再将望远镜转至该方位—望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线，使竖直“+”字叉丝对准明暗相间的分界线，将刻度盘固定记下左右游标读数1i 和2i 。记下转动望远镜AC 面的法线位置，记下两游标读数3i 和4i ，从而可求光线经过三棱镜的最小出射角i 。在棱镜中再也不可能有折射角大于c i 的光线。在AC 界面上，出射光a 、b 、c 的出射角依次减小，以c 光的入射角为?90,出射角'i 为最小，

大学物理实验设计性实验液体折射率测定

评分：大学物理实验设计性实验实验报告 实验题目：液体折射率测定 班级： 姓名：学号： 指导教师：

《液体的折射率测定》实验提要 实验课题及任务 《液体的折射率测定》实验课题任务方案一：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象，当入射击角为某一极值（掠射）时，会产生一特殊的光学现象，能同时看到有折射光和无折射光的现象，就可以实现液体折射率的测量。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《液体的折射率测定》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解 仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶测量5组数据，。 ⑷应该用什么方法处理数据，说明原因。 ⑸实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 实验仪器 分光仪、钠光灯、毛玻璃与待测液体 实验提示 掠入射法测介质折射率的原理如图示3-1所示。将待测介质加工成三棱镜，用扩展光源（用钠光灯照光的大毛玻璃）照明该棱镜的折射面AB，用望远镜对棱镜的另一个折射面AC进行观测。在AB界面上图中光线a、b、c的入射角依次增大，而c光线 i。在棱镜中再也不可能有折射角为掠入线（入射角为 90），对应的折射角为临界角 c i的光线。在AC界面上，出射光a、b、c的出射角依次减小，以c光线的出射角大于 c 'i为最小。因此，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线。证

测量固体和液体密度教案

测量固体和液体密度教案 杨思海 教学目标 知识目标 掌握测定固体和液体物质密度的实验原理． 能力目标 1．培养实验能力 这是一个测定性实验，通过这一实验应使学生明确实验原理，加深对物理概念、物理规律的理解，并通过实验培养学生根据给定的仪器进行实验设计的能力、进行表格设计的能力以及分析实验数据并得出结论的能力． 2．培养运用所学知识解决问题的能力． 根据密度的公式以及学习过的知识，如何测定物质的密度． 根据测量出的质量、体积值，运用所学知识求出物质的密度． 德育目标 本节实验所需仪器设备较多，应通过本节课教学有意识地培养学生良好的学习、工作习惯（实验时，各种仪器应按合理位置摆放，实验结束后，应整理仪器并归位放好）．培养学生与他人合作的意识和团队精神． 实验过程中对学生进行爱护仪器、爱护学习环境的教育，保证一个优美的学习环境，对学生进行环境美的教育． 教学建议 教材分析 这个实验是利用物理公式间接地测定一个物理量，是从实验原理、使用仪器、实验步骤的安排，记录数据、根据数据得出结果对学生全面地进行实验能力的训练的一个重要实验，对培养实验能力有重要的作用． 量筒和量杯的结构比较简单，使用时主要是会认识它们的刻度．所以教材首先要求学生观察量筒和量杯的刻度，认清它们的量程和每小格代表多少立方厘米．对于如何正确使用量筒或量杯测量液体和固体的体积，教材是通过几幅图加以说明的．选择石块作为测量对象，是因为从密度表中查不出它的密度值，石块的形状一般都不规则，必须用量筒或量杯才能测出它的体积，学生测量时会更有兴趣些． 教法建议 学生应在教师的引导下，用实验法完成本节课的学习． 教学设计 一、教学分析与说明 1．关于实验原理 实验前可与学生讨论如何利用密度公式来测定物质的密度，需要测出哪些量？用什么办法和仪器来测量？启发学生思考，激发兴趣，搞清实验原理和实验方法． 2．在使用量筒时应注意的问题 （1）了解量筒（或量杯）的用途．量筒是实验室里用来测物体体积的仪器． （2）知道量筒的构造，学会判定量筒的最小分度和量程，认识“ml”表示“毫升”，读数时要估读到最小刻度的下一位． （3）量筒一定要放置在水平面上，然后再将液体倒入量筒中． （4）观察量筒里液面到达的刻度时，视线要跟液面相平，若液面呈凹形，观察时要以凹形的底部为准；若液面呈凸形，观察时要以凸形的顶部为准．

教学设计《用天平测量固体和液体的质量》 1课时

第六章第一节（第2课时）课题：用天平测量固体和液体的质量1课时 新兴县明德中学梁钦联 课型：实验课 一．教学目标 1 、知识与技能 使学生进一步掌握托盘天平的使用，会用天平测量固体和液体的质量。 2、过程与方法 根据要求,设计实验方案,优选实验方案，在实验中注意尽量减小误差。 3、情感态度价值 培养学生动手操作能力，严谨的科学作风，让学生在探究活动中体验学习物理的乐趣. 二．学情分析 经过半个多学期的物理学习，初二学生对学习物理的方法有了一定的识，物理实验也有了大概的了解。本节内容是在学生已经学习质量的概念、单位，对天平测量物体的质量有了一定基础上，让学生亲自动手操作，培养学生使用天平的方法，培养学生使用基本的工具和食品进行测量观察和探究的基本技能。教 三．重点与难点 重点：用托盘天平测量固体和液体的质量, 难点：用托盘天平测量液体的质量 四．教学过程

教学方法：实验法 教学用具：每组天平、砝码、小石块、钩码、烧杯、水、量筒等 （一）引入新课（复习提问引入新课） 1．什么叫物体的质量？它的单位是什么？ 2．实验室里测量质量的仪器是什么？ 3．天平的使用方法是什么？ （二）新课教学 活动1．练习天平的调节 把天平放在水平桌面上．向学生指明：放天平时，要合理安排实验中各种仪器在桌面上的合理布局，仪器的摆放位置应便于操作，实验过程中不能再移动天平，否则需要重新调节． 指导学生观察游码、标尺，认识最小刻度值，并把游码拨到零刻线的位置． 把游码拨到零刻度线，观察一下指针偏向哪边，确定螺母的调节方向，再调节． 学生练习调节天平，教师巡视指导． 调节天平的操作结束后，在教师指导下，由学生归纳总结出“在调节天平过程中，若指针偏向标尺右侧，就需要将平衡螺母向左端旋动，若指针偏向标尺左侧，则需要将平衡螺母向右侧旋动． 明确：所谓天平的平衡，就是调节横梁螺母观察天平指针的摆动是否相对分度盘中间位置静止或等幅摆动． 活动2．实验：练习使用天平测量固体的质量

玻璃折射率的测量方法

课程论文 题目：对玻璃折射率测定方法的探究 班级：2010级物理学本科班 姓名： 学号： 指导老师： 对玻璃折射率测定方法的探究

摘要：通过不同的方法测定玻璃的折射率，在对实验现象观察的同时，比较不同的方法之间的区别，并将实验结果与真实值比较。 关键词：玻璃，分光计，顶角，偏向角，折射率。 引言：运用钠灯灯光或激光照射玻璃，通过观察折射或反射光的性质来确定玻璃的折射率。 实验方法： （一） 最小偏向角法： 1. 实验仪器与用具：分光计，玻璃三棱镜，钠灯。 2. 实验原理： （1）将待测的光学玻璃制成三棱镜，可用最小偏向角法测其折射率n ．测量原理见图1，光线α代表一束单色平行光，以入射角i 1投射到棱镜的AB 面上，经棱镜两次折射后以i 4角从另一面AC 射出来，成为光线t .经棱镜两次折射，光线传播方向总的变化可用入射光线α和出射光线t 延长线的夹角δ来表示，δ称为偏向角．由图1可知δ＝(i 1－i 2)＋(i 4－i 3)＝i 1＋i 4－A ．此式表明，对于给定棱镜,其顶角 A 和折射率n 已定，则偏向角δ随入射角i 1而变，δ是i 1的函数. （2）用微商计算可以证明，当i 1＝i 4或i 2＝i 3时，即入射光线a 和出射光线t 对称地“站在”棱镜两旁时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，用δm 表 示.此时，有i 2＝A /2， i 1＝(A ＋δm )/2，故2 2m A A n sin sin δ+=。用分光计测出棱 镜的顶角A 和最小偏向角δm ,由上式可求得棱镜的折射率n ． 3.实验内容： 3.1棱镜角的测定 图1

置光源于准直管的狭缝前，将待测棱镜的折射棱对准准直管，由准直管射出的平行光束被棱镜的两个折射面分成两部分。在棱镜的另外两侧分别找到狭缝像与竖直叉丝重合，分别记录此时分光计的读数''1212,,,V V V V ，望远镜的两位置所对应的游标读数之差为棱镜角A 的两倍。 3.2最小偏向角的测定 （1）将待测棱镜放置在棱镜台上，转动望远镜使能清楚地看见钠光经棱镜折射后形成的黄色谱线。 （2）刻度内盘固定。缓慢转动载物台，改变入射角，使谱线往偏向角减小的方向移动，用望远镜跟踪谱线观察。 （3）当载物台转到某一位置，该谱线不再移动，如继续按原方向转动载物台，可看到谱线反而往相反的方向移动，即偏向角变大。该谱线偏向角减小的极限位置即为最小偏向角位置。 （4）反复实验，找出谱线反向移动的确切位置。固定载物台，微动望远镜，使叉丝中间竖线对准谱线中心，记录此时分光计的读数12,V V 。 （5）转动载物台，使光线从待测棱镜的另一光学面入射，转动望远镜至对称位置，使光线向另一侧偏转，同上找出对应谱线的极限位置，相应的游标读数为 ' ' 12V V 和。同一游标左右两次数值之差是最小偏向角的2 倍，即 '' 1122()/4m V V V V δ=-+- 4.实验数据记录 表2：最小偏向角

油脂中折射率的测定

项目二 油脂中折射率的测定 1实验目的及要求 （1）理解阿贝折光仪测定油脂折射率的原理。 （2）掌握阿贝折光仪的使用和测定方法。 2 测定意义： 油脂的折射率与油脂的组成和结构密切相关，可用来鉴别油脂 的种类和纯度。 油脂中脂肪酸的分子质量越大，不饱和程度越高，其折射率就越大。 油脂中若含有共轭双键和羟基的脂肪酸，其折射率也会偏高。 3 测定原理 （1） 折射现象和折光率 当一束光从一种各向同性的介质m 进入另一种各向同性的介质M 时，不仅光速会发生改变，如果传播方向不垂直于界面，还会发生折射现象，如图1所示。 图1 光在不同介质中的折射 光速在真空中的速度（v 真空）与某一介质中的速度（v 介质）之比定义为该介质的折光率，它等于入射角α与折射角β的正弦之比，即： βαλsin sin v ==介质真空v n t 在测定折光率时，一般光线都是从空气中射入介质中，除精密工作以外，通常都是以空气作为真空标准状态，故常以空气中测得的折光率作为某介质的折光率，即：

β αλsin sin v ==介质空气v n t 物质的折光率随入射光的波长λ、测定时的温度t 及物质的结构等因素而变化，所以，在测定折射率时必须注明所用的光线和温度。 当λ、t 一定时，物质的折光率是一个常数。例如 3611.120=D n 表示入射光波长为钠光D 线（λ=589.3nm ），温度为20℃时，介质的折光率为1.3611。 由于光在任何介质中的速度均小于它在真空中的速度，因此，所有介质的折光率都大于1，即入射角大于折射角。 阿贝尔折光仪测定液体介质折光率的原理 阿贝尔折光仪是根据临界折射现象设计的，如图2所示。 图2 阿贝折光仪的临界折射 入射角 ?=?90i 时，折射角i β最大，称临界折射角。如果从0?到90?（i ?）都有单色光入射，那么从到临界角i β也有折射光。换言之，在临界角i β以内的区域均有光线通过，该区是亮的，而在临界角以外的区域，由于折射光线消失而设有光线通过，故该区是暗的，两区将有一条明暗分界线，有分界线的位置可测出临界角i β。 当i i ββα==?,90时，i i n t ββλsin 1sin 90sin ==? （3） 仪器结构 图（3）是一种典型的阿贝折光仪的结构示意图，图 (4)是它的外形图（辅助棱镜呈开启状态）。

测液体折射率实验报告

实验题目: 表面等离激元共振法测液体折射率实验预习报告与原始数据见纸质报告。 实验步骤： 1.调整分光计，实验部件安装和线路连接已经完成； 2.传感器中心调整 粗调：将微调座放到载物台上，固定好调节架后，在调节架中心放上准星， 调节载物台锁紧螺钉使激光光斑至粗调对准处，不断调节平行光管光轴水平调节螺钉与微调座的两颗微调螺钉，使当游标盘转动一圈时，激光光斑一直照在该处； 细调：调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在细调对准处，不断调节平行光管与微调座使当转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在该处； 中心调节：继续调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在准星顶尖处，再次调节使转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在顶尖处。 3.测量前准备调节 中心调节完毕后，移去准星，放入敏感元件，将游标盘和刻度盘调节到合适位置；调整敏感元件使光垂直入射至半圆柱棱镜中的镀金属膜上，拧紧游标盘止动螺钉；转动刻度盘使刻度盘0o对准游标盘0°；拧紧转座与刻度盘止动螺钉，松开游标盘止动螺钉，从此刻开始刻度盘始终保持不动，将游标盘转回至刻度盘所示65o 位置处锁定，测量前准备调节完毕。 4.测量读数 保持刻度盘和游标盘不动，转动望远镜支臂，观察功率计读数，记录其中的最大读数；保持刻度盘不动，移动游标盘从66°到88°,入射角没增加1°，记录功率计最大读数。

5.数据表格与数据处理 (1)数据表格自拟； (2)画出相对光强与入射角的关系曲线图； (3)比较不同溶液的共振角有何差异。 实验样本： 本实验采用样本为：纯净水；无水乙醇；水：乙醇=1: 1的乙醇溶液。 实验数据: 1.纯净水 角度(° ) 87 88 相对光强751 746

常用介质折射率测量方法的实验分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/a72136933.html, 常用介质折射率测量方法的实验分析 作者：魏连甲 来源：《中国科技博览》2016年第19期 [摘要]介质折射率的精确测量不仅在物理基础实验研究中具有重要作用，而且在材料科学、物质检测、食品检验等领域也具有重要意义。利用最小偏向角法、掠入射法和迈克尔逊干涉仪对介质的折射率进行了测定，通过对三种不同的测量方法实验数据的计算和分析，找出精确测量透明介质折射率的实验方法。 [关键词]折射率迈克尔逊干涉仪介质 中图分类号：TN25 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0102-01 1序论 折射率是一种表征介质光学性质的物理量，因此折射率的测定是几何光学中最重要的问题。折射率是用来表征介质材料光学性质的一种重要参数，在生产和科研部门中，往往需要测定物体的折射率。在现实生活中，折射率这个物理量的准确测量是解决实际生产生活中存在的许多问题的重要出发点。 人类的科学研究是在不断前进的，人们发现测定物质的折射率越来越成为一项重要的物理实验，物质折射率测定的方法的好坏直接影响着测量的精度、准确度，于是找到一种既简单又便于操作同时精度高的实验方法成为人们追求的一种趋势。本文即对已知的三种测定物质折射率的方法进行仔细研究分析，总结概括，以期得到对不同介质的理想测量方法。 2 实验原理 2.1 最小偏向角法 单色光经过等边三棱镜两次折射后，用分光计测量其最小偏向角，利用式（1）计算出棱镜材料的折射率[1] （1） 其中棱镜顶角，为偏转角。 2.2 掠入射法 单色光从未知透明介质掠射三棱镜，再由三棱镜另一面折射，通过测量折射光线的出射角，利用式（2）计算出未知透明介质的折射率[2]

物理实验三 固体和液体的密度测定

实验三 固体和液体的密度测定 【实验目的】 1.了解物理天平的构造原理，掌握其调整和使用方法。 2.学习用流体静力称衡法测定不规则固体的密度。 3.了解比重瓶测密度的原理，掌握其使用方法。 【实验仪器】 物理天平、砝码、比重瓶、铝块、石蜡块、酒精、水、细线。 【实验原理】 若一个物体的质量为m ，体积为V ，则其密度为 V m = ρ （1） 可见，通过测定m 和V 可求出ρ，m 可用物理天平精确称量，而物体体积的精确测量在密 度测量中是个主要问题，可根据实际情况，采用不同的测量方法。 （一）流体静力称衡法测不规则固体的密度 浸在液体中的物体要受到向上的浮力。根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力，等于它所排开液体的重量 Vg F 0ρ= （2） 式中 0ρ是液体的密度；当物体全部浸没在液体中时，排开液体的体积V 就是物体的体积； g 为重力加速度。 如果将固体物体（如待测的铝块）分别在空气中和全部浸没在液体（纯净水）中称衡，可得到两个重量 mg 和g m 1，此时物体在液体中受到的浮力为 Vg g m mg F 01ρ=-= （3） 由此可得，物体的密度 1ρρm m m -= （4） 式中m 是物体在空气中称衡时相应的质量；1m 是物体全部浸没在液体中称衡时相应的质量。 如果被测物体的密度小于液体的密度（如待测的蜡块），为使 被测物体全部浸没在液体中，可采用在被测物体下面拴一重物的方法[如图1]。实验时，分别进行三次称衡。首先在空气中直接称衡被测物体的质量 0m 。再将被测物体置于液面之上， 而重物全部浸没在液体中称衡[如图1（a ）]，此时天平砝码质量为2m 。最后把被测物体连同重物一起全部浸没在液体中，

用掠入射法测液体的折射率

用掠入射法测液体的折射率 班级：学号：姓名：联系方式： 实验时间： 摘要：分光计是一种精确测量入射光和出射光之间偏转角度的典型光学仪器，用测量精度较高的掠入射法测液体的折射率，先测出三棱镜的顶角及其折射率，从而进一步求出液体的折射率。 关键词：分光计、掠入射法、折射率 一、引言： 折射率为一光学常数，是反映透明介质材料光学性质的一个重要参数。在生产和科学研究中往往需要测定一些固体和液体的折射率。测定透明材料折射率的方法很多，最小偏向角法和掠入射法是比较常用的两种方法。最小偏向角法具有测量精度高、所测折射率的大小不受限制等优点。但是，被测材料要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高、不便快速测量。掠入射法虽然测量精度较底、被测折射率的大小受到限制，对于固体材料也需要制成试件，但是，掠入射法具有操作方便迅速、环境条件要求底等优点。 二、实验任务： 1.调节分光仪使其满足测量条件。 2.用掠入射法测量出透明液体的折射率。 三、实验仪器 JJY型分光仪计一台（本实验不提供平面镜），三棱镜一个，钠灯一个，黑玻璃一块，水槽一个，水。 四、实验原理 1.分光仪的调节 （1）目测粗调目测调节望远镜光轴﹑平行光管光轴﹑载物台平面，三者大致垂直于分光中心旋转轴。 （2）望远镜的调焦，使之能接受平行光，调节步骤如下： ①目测调焦。先通电照明，再旋转目镜调节手轮，调整目镜与分划线相对位置，使叉丝与小十字变清晰为止。 ②物镜调焦。将载物台紧贴台基，置平面镜于台上，使平面镜放置时，与平面与载物台下螺钉G2，G3连线垂直，再使望远镜光轴大致垂直平面镜，再调望远镜倾度调节螺钉，左右转动载物台，使之能看到十字反射像，然后松开调焦锁紧螺母，前后调节目镜镜筒并调节分划板与物镜相对位置，是小十字及其反射镜皆十分清晰为止，最后消除视差—微调目镜系统，眼睛左右移动时，小十字反射像与叉丝无相对位移。

阿贝折光仪测液体折射率

实验一 阿贝折光仪测液体物质折射率 折射率是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及浓度大小等．在分光计的使用实验中将给出固体（玻璃）折射率的测定方法，本实验采用阿贝折光仪测定液体折射率． 实 验 目 的 (1) 学习用掠入射法测量液体折射率的原理； (2) 了解阿贝折光仪的结构和工作原理，学会使用该仪器测量液体的折射率． 实 验 仪 器 阿贝折光仪，滴管，蒸馏水，无水酒精，少许脱脂棉，待测液体（水）． 实 验 原 理 光线从光密介质进入 光疏介质，入射角小于折射 角．逐渐加大入射角，可使 折射角达到90?．折射角等 于90?时的入射角称为临界 角．反过来，若光线自光疏 介质进入光密介质，入射角 大于折射角．当光线以90? 角入射(掠射)时仍有光线 进入光密介质，此时的折射 角亦为临界角．本实验测量折射率的原理及阿贝折射 计的工作原理，就是基于测 定临界角的原理． 1 1 掠入射法测量液体的折射率 如图1.3所示，在一折射棱镜的AB 面上充满了折射率为n 1的液体，棱镜的折射率n 2> n 1．若以单色的扩展光源照射分界面AB 时， 从图1.3可看出：入射角为90?的光线1将掠射到AB 界面而折射进入三棱镜内．显然，光线1经折射面AB 后的折射角i '正如发生全反射时 的临界角，因而满足 21 sin n n i ='

（1.1） 当掠入射光线1经折射到A Ｃ面，再经折射而进入空气时，设在AC 面上的入射角为ψ，折射角为φ，则有 ψ?sin sin 2n = （1.２） 除掠入射光线1外，其它光线如光线2在AB 面上的入射角均小于90?，因此经三棱镜折射，最后从AC 面折射进入空气时，都在光线i '的左侧．由于入射角i 不可能比90?大，因而在三棱镜内不可能出现比临界角i '大的光线，即AC 面上出射的光线中，没有比φ角小的折射光线，故称φ为极限角．当用望远镜对准AC 面观察时，视场中将看到明暗两部分，其分界线就是i =90?的掠入射引起的极限角方向． 由图1.3中的光路图可知：三棱镜的棱镜角A 与角i '及角ψ有如下关系： ψ+'=i A ， 即 ψ-='A i ． （1.3） 应用式（1.3），并从式（1.1）和式（1.2）中消去i '和ψ后可得 ??sin cos sin sin ?--=A n A n 2221 ． （1.4） 如果棱镜角A =90°，则 ?2221sin -=n n ． （1.5） 因此，当直角三棱镜的折射率n 2为已知时，测出φ角后即可计算出待 测液体的折射率n 1．上述测定折射率的方 法即为掠入射法． ２ 阿贝折光仪的测量原理及仪器结构 阿贝折光仪是测量透明、半透明液体 或固体折射率的常用仪器．国产的阿贝计 的测量范围为 1.3000~1.7000（精度为 ±0.0002）．若该仪器接上恒温器，则可测 定温度为0℃~70℃内的折射率n ． 阿贝折光仪也是根据全反射原理设计 的．它有两种工作方式，即透射式和反射 式．本实验只要求采用透射式方法测量透 明液体的折射率．透射式测量光路如图所 示． 将折射率为n 的待测液体放置在折射

密度测量实验报告

测量固体和液体的密度 1、实验原理：___________ 2、实验器材：________________________________________________ 3、天平的使用：（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到________，然后调节_______使天平平衡。若发现指针偏向分度盘中线左侧，应向 （选填“左”或“右”）侧调节平衡螺母 实验步骤： （1）测量不规则小石块的密度 ①用天平测出石块的质量m ②量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1 ③用细线把石块系住慢慢的浸没在水中，记下水和石块的总体积V2 ④表达式：_____________________ （2）测量盐水的密度 ①用天平测出烧杯和盐水的总质量m1 ②把盐水倒入量筒中一部分，读出量筒中盐水的体积V ③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2 ④表达式：_______________________ 4、实验记录： （1）测量小石块的密度 （2）测量盐水的密度

练习1、德化盛产陶瓷，小李同学想测量一块不规则瓷片的密度。 （1）用调节好的天平测量瓷片的质量，所用砝码的个数和游码的位置如图23所示，则瓷片的质量为_________g 。 （2）他发现瓷片放不进量筒，改用如图24所示的方法测瓷片的体积： a.往烧杯中加入适量的水，把瓷片浸没，在水面到达的位置上作标记，然后取出瓷片； b.先往量筒装入40ml 的水，然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中，让水面到达标记处，量筒里剩余水的体积如图25所示，则瓷片的体积为__________ cm 3。 （3）用密度公式计算出瓷片的密度ρ为_________g/cm 3。 （4）根据以上步骤，你认为小李同学测出的瓷片密度值__________ （选填“偏大”或“偏小” ）。 练习2、下面是小明同学“测量食用油的密度”的实验报告，请你将空缺处补充完整。 实验：测量食用油的密度 1、实验目的：用天平和量筒测量食用油的密度 2、实验器材：__________、_________、烧杯、食用油 3、实验原理：________________ 4、主要实验步骤： （1）用已调节平衡的天平测出空烧杯的质量为16g ； （2）向烧杯中倒入适量的食用油，再测出烧杯 20g 10g 取出瓷片 再加水至标记 图24 图25 图23

固体与液体折射率的测定

实验5-16 固体与液体折射率的测定 实验讲义 单位：物理实验中心 教师姓名：王殿生

实验5—16 固体与液体折射率的测定 （一）教学基本要求 1.掌握利用显微镜测量透明固体和液体折射率的基本原理。 2.了解测量显微镜的结构和使用方法，主要包括读数方法和调焦方法。 3.学会利用合适标志正确调焦在液体上下表面的方法。 4.介绍物质折射率与光波波长、温度等因素有关的概念。 （二）讲课提纲 1．实验简介 折射率是透明物质的一个重要的物理参数，它反映了物质的基本光学性质。物质的折射率不但与它的分子结构和光线的波长有关，而且与物质的密度、温度、压力等因素有关。实际工作中有时也需要通过测量折射率来反求物质的密度、浓度等。 实验所用仪器主要是测量显微镜，使用显微镜准确确定待测位置，通过显微镜上的读数机构进行定量测量。测量折射率的基本方法是利用光的折射原理。实验主要目的是学会一种测量物质折射率的方法。 2．测量与数据处理要求 （1）具体测量方法和步骤自己想办法，不统一讲解。（自学成才、相互讨论、问老师等均可） （2）固体和液体的折射率均要求测量5次，5次的A点位置基本固定。 （测量技巧，A-B-C点依次测量，先将微调调到最下端，调节镜筒看清第一片上的A点读数，此后不能再调节镜筒焦距，放上第二片向上调节微调看清B点读数，继续向上调节微调看清C点读数，完成一次测量；然后C-B-A倒序测量。如此反复，测量5次。） （3）列表记录数据，表格规范，不能使用铅笔记录数据。 （4）测量数据签字时检查具体的测量操作过程，不能在签字之前整理实验仪器，保持测量原貌，特别是液体不能倒掉。 （5）充分熟悉测量显微镜的功能，注意实验过程中调节技巧和读数放大镜的使用。 （6）先想后做，边做边想，边想边做，动脑和动手相互结合，相互促进。 （7）数据处理时，计算折射率不确定度，表示实验结果。 3．问题思考与讨论 （1）测量固体玻璃折射率时，测量厚玻璃片好还是薄玻璃片好？ （2）测量液体水折射率时，烧杯中水多一点好还是少一点好？

实验：测固体和液体的密度(教学设计)

《实验：测固体和液体的密度》教学设计 【教学目标】 1、会用量筒测固体和液体的体积 2、会测固体和液体的密度，进一步加深对密度概念的理解 3、培养学生的实验能力以及与他人合作的意识 【教学重点】 1、测物质密度的实验原理 2、培养学生设计实验的能力 【教学难点】 如何引导和启发学生自己设计实验 【教学过程】 一、引入新课： 师：前面我们学习了天平和量筒的使用方法，一起来回顾一下：（展示课件）师（读出）：1、下面是用托盘天平称量物体质量的几个步骤： A、调节横梁平衡 B、把天平放在水平桌面上 C、把游码放在零刻度线位置 D、把物体放在左盘 E、在右盘内放入砝码或移动游码，直至横梁平衡 F、把砝码放回砝码盒 G、记录称量结果 正确的顺序应该是B C A D E G F 。

师：认真阅读仔细思考，看谁最先排列出来， 生：B C A D E G F 师：回答的非常好 师：根据这道题能不能简单总结一下天平在使用过程中的注意事项呢？生：①调节前，游码归零 ②左物右码 ③用镊子夹取砝码 ④m物＝m砝＋m游 师（读）：2、如图是测量一个苹果质量时天平上砝码的质量和游码示数,则该苹果质量为g. 生：181.4g 师：读数时应该注意什么？ 生：m物＝m砝＋m游，游码应读左侧所对刻度线。 师：很好，天平会读数了，那量筒示数怎么读呢？ 3、如图，甲图中液体的体积是， 生：30ml 师：放入不规则石块后，石块和液体的总体积是多少？ 生：36ml

师：则石块的体积是 。 生：6cm 3 （师：如有回答6ml 时，问，这个回答对吗？为什么？生：ml 是液体体积的单位） 二、新课： 师：通过这3道题，我们简单复习了天平和量筒的使用方法，大家还记不记得密度的计算公式？ 生： 师：依据这个公式，如果测出物体的质量和体积，就可以算出这种物质的密度。今天我们就来学习用天平和量筒测固体和液体的密度，（板书1）“测固体和液体的密度” 实验一： 我们今天的任务是测小石块和小烧杯中的盐水这两种物质的密度，首先来看测石块密度。（板书2）“一、测ρ石” 师：测石块密度这个实验的原理是什么呢？ （也就是所依据的公式？）1.原理 生： 师：那么这个实验都需要什么器材？（边说边写板书）2.器材 具体的实验步骤是什么？3.步骤 下面两人小组讨论，确定测石块密度实验的具体方案，包括器材、步骤，时间为3分钟。 …… 师：测石块密度需要什么器材？ m v ρ=m v ρ=

用天平和量筒测定固体和液体的密度

用天平和量筒测定固体和液体的密度 教学目标 知识目标 掌握测定固体和液体物质密度的实验原理． 能力目标 1．培养实验能力 这是一个测定性实验，通过这一实验应使学生明确实验原理，加深对物理概念、物理规律的理解，并通过实验培养学生根据给定的仪器进行实验设计的能力、进行表格设计的能力以及分析实验数据并得出结论的能力． 2．培养运用所学知识解决问题的能力． 根据密度的公式以及学习过的知识，如何测定物质的密度． 根据测量出的质量、体积值，运用所学知识求出物质的密度． 德育目标 本节实验所需仪器设备较多，应通过本节课教学有意识地培养学生良好的学习、工作习惯（实验时，各种仪器应按合理位置摆放，实验结束后，应整理仪器并归位放好）．培养学生与他人合作的意识和团队精神． 实验过程中对学生进行爱护仪器、爱护学习环境的教育，保证一个优美的学习环境，对学生进行环境美的教育． 教学建议 教材分析 这个实验是利用物理公式间接地测定一个物理量，是从实验原理、使用仪器、实验步骤的安排，记录数据、根据数据得出结果对学生全面地进行实验能力的训练的一个重要实验，对培养实验能力有重要的作用． 量筒和量杯的结构比较简单，使用时主要是会认识它们的刻度．所以教材首先要求学生观察量筒和量杯的刻度，认清它们的量程和每小格代表多少立方厘米．对于如何正确使用量筒或量杯测量液体和固体的体积，教材是通过几幅图加以说明的．选择石块作为测量对象，是因为从密度表中查不出它的密度值，石块的形状一般都不规则，必须用量筒或量杯才能测出它的体积，学生测量时会更有兴趣些．

教法建议 学生应在教师的引导下，用实验法完成本节课的学习． 教学设计示例 一、教学分析与说明 1．关于实验原理 实验前可与学生讨论如何利用密度公式来测定物质的密度，需要测出哪些量？用什么 办法和仪器来测量？启发学生思考，激发兴趣，搞清实验原理和实验方法． 2．在使用量筒时应注意的问题 （1）了解量筒（或量杯）的用途．量筒是实验室里用来测物体体积的仪器． （2）知道量筒的构造，学会判定量筒的最小分度和量程，认识“ml”表示“毫升”，读数时要估读到最小刻度的下一位． （3）量筒一定要放置在水平面上，然后再将液体倒入量筒中． （4）观察量筒里液面到达的刻度时，视线要跟液面相平，若液面呈凹形，观察时要 以凹形的底部为准；若液面呈凸形，观察时要以凸形的顶部为准． （5）用量筒（杯）测固体体积的方法叫排液法． 在练习用量筒（或量杯）测液体体积时，两次的测量应让同组的两个同学各测一 次．如果分组仪器全部是量筒，应给教师准备一个量杯，让学生看到实物．观察量筒时， 可就观察问题提问练习．在视线和凹面相平时，教师应做一个示范动作．滴管是学生第一 次使用，也应讲清楚如何使用，尤其是要从量筒中取出液体时应怎样做，让学生思考一下，最好找学生示范一下．测出的水的体积不要倒回烧杯中，做下一个实验时用． 3．关于实验的操作 （1）在测固体的体积时，要让学生弄明白需要记录哪些数据．并把所测得的有关数 据填入数据表中，再求出石块的体积和密度． 测固体密度最好用烧锅炉的焦炭，选一些大小形状均合适的（体积最好在20~40cm3 之间），事先要蘸上腊，以防吸水．如果用石块，一定要求学生用细线栓牢，否则极易砸 坏量筒．要讲清用排液法测体积的做法和这种方法的适用条件．第一，这种物质不能溶于 这种液体，若溶于这种液体就要换用其他的液体或想其他的解决办法．第二，这种物质不 能吸收这种液体，若吸收也需要换成其它的液体．因此排液法不是万能的．

液体折射率的测定

液体折射率的测定 班级 学号 姓名 实验时间 摘要：根据光的折射定律，提出了用掠入射法简捷，精确地测量液体折射率的方法.利用分 光计和简单的器件,通过一次测量精确地求得液体折射率.该方法简捷，准确度高，可用于生 产在线检测，在实际生产中有应用价值. 关键字：掠入射法；液体折射率 引言： 在食品、化工，医药等生产等生产部门，生产过程中经常要检测液体的浓度，大多数液 体的折射率和浓度有一定的关系.液体折射率常用阿贝折射计、读数显微镜等仪器进行测量. 虽然阿贝折射计精度高，但要接触式测量，是非在线检测，给生产检控带来不便.读数显微 镜虽可用在非接触式测量，但其精度不是很好，有一定的局限性，特别在医药行业浓度的精 确度要求较高时往往达不到较理想的要求.改用掠入法只需常用仪器分光计及附件三棱镜， 可用来在线检测，仪器普通、测量简捷、精确度高，在工业生产中有实用意义. 原理简述: 1.用掠入射法测三棱镜的折射率 掠入射法测三棱镜折射率 的原理如图①所示. 按照图①摆好实验仪器， 用扩展光钠光灯源（用钠光灯 照亮的毛玻璃）照明该棱镜的 折射面AB ，用望远镜对棱镜 图① 掠入射法测三棱镜折射率的原理 的另一个折射面AC 进行观测. 在AB 界面上图中光线a 、b 、c 的入射角依次增大,而c 光线为掠入线（入射角为 90）， 对应的折射角为临界角，用望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有明显的明暗分界线整体 移动分光计或刻度盘使钠光灯大体位于AB 光学面的延长线上，用眼睛在出射光的方向找到 一个明暗相间的分界线，再将望远镜转至该方位—望远镜看到的视场是半明半暗的，中间有 明显的明暗分界线，使竖直“+”字叉丝对准明暗相间的分界线，将刻度盘固定记下左右游 标读数1i 和2i .记下转动望远镜AC 面的法线位置，记下两游标读数3i 和4i ，从而可求光线经 过三棱镜的最小出射角i 。在棱镜中再也不可能有折射角大于c i 的光线.在AC 界面上，出射