通过本次实验操作,要求学会用V 棱镜法测定玻璃折射率的方法,并理解仪器的测试原理,加深对玻璃光学性能的了解.

方法原理

该V棱镜折射仪的测试原理如下图所示.

根据上图分析可知,当一束垂直于V棱镜入射面的平行光进入V棱镜后,若被测试样的折射率与V棱镜折射率N₀相同时,光线通过V棱镜将不偏折;若被测试样折射率与V棱镜折射率N₀有差异时,光线将遵循折射定律发生折射.当出射光线与入射光线的夹角为θ时,按照折射定律可以推算出θ与被测试样折射率N之间的关系为

N=√{N₀²+sinθ√（N₀²+sin²θ）

若能求得θ角代入上式，即可以得被测试样的折射率N₀当采用不同波长的单色光入射时，即可求得相应于某种波长之折射率N_λ。

将一测角仪垂直安置，使其刻度盘的轨道通过入射光线与出射光线的交点O，将测角仪上望远镜系统先对准入射光线的刻度盘读数，然后再对准出射光线的刻度盘读数，两者读数之差，即为θ角值，根据上述公式便可求得折射率N的值。

测试设备

1、阿贝折射仪一台；

2、镊子1把；

3、酒精、乙醚；

4、不同折射率的浸油一套（按测试试样需要而配制）；

5、V棱镜一台（WZV-1型）；

6、脱脂棉花；

7、被测玻璃试样多块；

8、试样制备设备（切割、研磨、抛光机及测角仪）。

测试设备主要为V棱镜折射仪，该设备主要由光学部分和机械部分组成，光学部分包括瞄准系统和读数系统。

测试步骤

1、试样的要求与制备

选取无缺陷的玻璃材料一块，切割成为直角棱镜，其直角边长约为20mm，厚约20mm（如材料尺寸不够时，应用的直角边至少应大于8.5mm，厚度应大于11mm）。直角的准确角度为90°±1°，两个直角面只需要细磨即可，但为了便于检查直角精度，将一面抛光。

2、操作方法

1）选择一块适合的V棱镜（即要求V棱镜的折射率N₀和被测试样折射率N之间相差±0.2），用脱脂棉蘸少许酒精或乙醚擦净V棱镜的通光面，将校正用的同V棱镜配对的直角块滴上少许浸油，此浸油的折射率与V块标准折射率N₀之差不大于0.01，然后将此直角放入V槽内，要求接触面应无气泡。

2）接通单色光源及读数系统照明光源，稍隔几分钟，待亮度保持稳定后，才能开始操作。

3）调节聚光镜，使光线均匀地充满狭缝。

4）调节望远镜系统目镜，直至在视场中看清楚双分线及狭缝单丝像。

5）转动望远镜臂使狭缝单丝像基本上平分双分线，锁紧刹车手轮并利用微动手轮使狭缝单丝像精确地平分双分线。

6）转动测微手轮使读数目镜视场内的单刻线平分刻线，此时读数目镜视场中读数应为0°00′00〃，必要时调节螺钉来达到。

7）若读数目镜视场中读数偏离0°00′00〃时，则先用测微手轮使测微尺为0°00′00〃，然后调节微动手轮使读数目镜视场内单刻线平分双刻线，再用调节螺钉使望远镜系统目镜视场中狭缝单丝像精确地平分双分线，这时可能有读数目镜视场中刻线暂没有精确平分双刻线，则需要重复上述步骤，多次进行调节，但是在一般情况下，零位若有微小偏差，不应该去多次校正，只需在读得的θ角加上或减去这个偏差。

8）移去校正直角块，用脱脂棉蘸或酒精擦净V槽和直角块，上述校验操作结束。

9）在被测试样上滴上少许浸油，此浸油的折射率与待测试样的折射率差不应大于0.02，然后将试样附在V棱镜V形槽内，成为一组合体。

10）转动望远镜系统，在目镜中找到狭缝单丝像准确低平分双刻线。

11）锁紧刹车轮并转动微动手轮，使狭缝单丝像准确地平分双分线。

12）在读数系统视场中，转动测微手轮，当瞄准窗内单刻线平分双刻线后，读取角度值θ（度盘上每小格为10〃，测微尺上每小格为0.05〃）并记录。

13）将读出的角度值θ在表上用内差法查出δ_ND+N_0D（N_0D为此V棱镜的折射率），若测其他波长（λ）的谱线时，折射率N_λ可用其它光源。

测试结果计算

根据所测得的角度θ在技术表中查取δ_N和g_λ，用下述公式进行计算：

N_λ=δ_N+N_0λ+g_λ

式中：N_λ——波长为λ时，被测试样的折射率；

δ_N——根据所测得的θ在表中查得（该表仪器说明书配）；

N_0λ——波长λ时，V棱镜的折射率；

g_λ——根据所测得的θ在表中修正项内查得。

以上文章由天津锦泰高温玻璃网独家提供（http://www.gaowenboli.com），转载请注明来源。