牛顿环的工作原理及其在测量液体折射率中的应用 |
您所在的位置:网站首页 › 牛顿环形成原理 › 牛顿环的工作原理及其在测量液体折射率中的应用 |
李百芳 孙宝良 赵 喆 (沈阳药科大学 辽宁 沈阳 110016) 在目前普通物理实验教材中,牛顿环实验是等厚干涉的典型实验,讲到牛顿环装置的应用时,一般都是在测量曲率半径、微小厚度、角度等方面的应用,通常测量液体折射率用折光的方法,本文尝试采用牛顿环装置来测量液体的折射率. 1 原理牛顿环实验装置如图1所示[1].由牛顿环干涉原理知,与第k级条纹对应的两束相干光的光程差为 式中N为空气的折射率,由图1得 图1 牛顿环实验装置 因为Rek,所以 由式(1)和(3)得 则第i,j级对应暗环直径的平方 两式相减可得 当平凸透镜与平板玻璃之间的介质为液体时 式中n为液体的折射率. 将式(6)与式(7)相除,空气折射率近似为1,可得液体折射率公式 所以只要测出空气介质和液体介质第i,j级的暗环直径,即可求出液体的折射率. 2 测量与结果2.1 空气折射率的测定表1 以空气为介质测得实验数据 2.2 液体折射率的测定表2 以液体为介质测得实验数据 2.3 实验数据处理利用逐差法处理表1和表2的实验数据 折射率: 3 讨论以牛顿环测透镜曲率半径的原理为基础,探索测量液体折射率的方法,在实验过程中发现,在牛顿环装置中加入液体后看到的条纹半径比同级空气膜的要小,而且随着液体折射率的增大,条纹半径也会随之变大.选取的待测液体折射率与牛顿环装置玻璃的折射率不能相近,应有一定的差值,否则会使入射光反射太弱造成干涉环模糊不宜测量,测量结果表明液体水、乙醇的折射率与理论值[3]相比误差为0.045%和0.13%,葡萄糖的折射率与用折光仪法测定的折射率相比误差为1.9%,由结果可以看出,用该方法测量液体的折射率过程简单、结果准确、是测量液体折射率可借鉴的方法. 4 结束语对等厚干涉现象的研究予以拓展和延伸使实验内容更加丰富,不仅可以让学生观察到干涉条纹随薄膜折射率、薄膜厚度变化的规律,还有利于学生对光的干涉条件、干涉现象、条纹的可见度、产生干涉的途径以及不同干涉现象的理论解释有了深入的理解,同时也开拓了学生考虑问题的思路,提高所学知识的应用和解决问题的能力[4]. 1 姚启均.光学教程.北京:高等教育出版社,2002.72~78 2 孙家军.液体折射率的干涉法测量.辽宁科技大学学报,2008(4) 3 方晓懿.大学物理实验.北京:科学出版社,223 4 宋金皤,张萍,徐海如.物理实验教学与创新能力培养的研究.实验室科学,2010,13(2):58~63 猜你喜欢 折射率牛顿条纹 牛顿忘食小学生学习指导(中年级)(2019年10期)2019-10-08谁是穷横条纹衣服的人小福尔摩斯(2019年2期)2019-09-10别急!丢了条纹的斑马(上)小学生必读(低年级版)(2019年9期)2019-04-13别急!丢了条纹的斑马(下)小学生必读(低年级版)(2019年10期)2019-04-13风中的牛顿小学生学习指导(中年级)(2017年4期)2017-03-20介质折射率对矩形波导有效折射率的影响河池学院学报(2016年2期)2016-09-02失信的牛顿作文与考试·小学高年级版(2016年7期)2016-05-14条纹,条纹,发现啦娃娃画报(2014年9期)2014-10-15如何选择镜片折射率中国眼镜科技杂志(2014年8期)2014-09-08
|
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |