用激光尺测量棱镜折射率的方法(用激光尺测量棱镜折射率怎么测)

导语：用激光尺测量棱镜折射率

实验室常用最小偏向角来测量棱镜的折射率。但实验室的测量方法及条件比较复杂。其实只需要一把激光尺，就可以做这个测量。激光尺既用来作为光源，又用来测距，而且可以用比较大的距离来做这个测量，这样误差就很小。

至于为什么要测折射率？一方面折射率是一个基本参数，测量之后便于做一些其它计算；另一方面，这也是三棱镜除了看彩虹之外的另一种玩法。

原理简述

折射率和最小偏向角的关系是一个三角极值的问题，结论如下：

n = sin((A+m)/2) / sin(A/2)

其中 m 是最小偏向角，A是棱镜顶角。

如下图：我们只需要测量出直角三角形的两条边，就可以得到最小偏向角。

测量过程

找一块开阔点的有一面墙的地方。

首先不放棱镜，测量激光尺到墙的垂直距离。多试几次，读数最小的就是垂直距离。此后就不要移动激光尺了。

然后把棱镜放在激光尺前面，转动，直到光斑离刚才垂直时的光斑最近。

分别记下两次激光尺的读数（注意有的激光尺有顶端距离和末端距离，这里我们要使用顶端距离）。有这两个读数其实就可以算出折射率了。

计算及结果

计算过程很简单，就是三角函数。

这里面d的值是估算的，因为各项距离远大于d，所以它的值对结果影响不大。

另一方面，提高测量精度的简单措施就是加大距离，比如激光尺到墙的距离有10m，忽略d（即直接用两次测距值就可以了）应该问题也不大。

这里测得的是红色激光（波长可能在660nm附近）的折射率，而标称的折射率是用钠黄光（589.3nm）测得的，对同种介质，光的频率越高（波长越短），折射率越大，所以实际的结果比1.51要大。估计在1.55左右，这也是普通玻璃的折射率。

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