测液体折射率实验报告

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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。

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系 级 姓名： 学号: 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(°) 角度(°) 相对光强 角度(°) 相对光强 角度(°) 66 71.5 243 79 700 87 67 72 273 80 705 88 68 73 376 81 713 69 74 480 82 733 69.5 75 554 83 741 70 76 581 84 741 70.5 77 641 85 758 71

78 653 86 765

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2.无水乙醇 角度(°) 角度(°) 相对光强 角度(°) 相对光强 角度(°)

3.水：乙醇=1：1 角度(°) 角度(°) 相对光强 角度(°) 相对光强 角度(°) 66 73 501 77 362 85 67 73.5 454 78 462 86 68 74 361 79 523 87 69 74.5 315 80 609 88 70 75 281 81 629 71 75.5 260 82 673 72 76 276 83 701 72.5

76.5 316 84 702

66 72.5 580 76.5 287 83 67 73 516 77 342 84 68 73.5 464 77.5 373 85 69 74 394 78 434 86 70 74.5 341 79 502 87 71 75 293 80 581 88 71.5 75.5 275 81 615 72

76 262 82 667

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数据处理：

1.纯净水的入射角-光强关系曲线：

由图像可知，纯净水的θsp为71.5°；

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2.无水乙醇的入射角-光强关系曲线：

由图像可知，无水乙醇的θsp为76°；

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3. 水：乙醇=1：1的乙醇溶液的入射角-光强关系曲线：

由图像可知，1：1乙醇溶液的θsp为75.5°；

由公式：npsin?sp?

根据纯净水ns=1.333, θsp=71.5°，且np=1.516 可解得：Re(εm)=-12.703

将θsp=76°代入即可得无水乙醇的折射率为ns=1.360 将θsp=75.5°代入即可得1：1的乙醇溶液的折射率为ns=1.357

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共振角的特点：水的共振角比乙醇小，随着乙醇溶液的浓度增大，乙醇溶液的的共振角也随之增大，折射率也随之增大。

误差分析：

1. 在调节传感器光路的步骤中会有误差，因为游标座并不完全固定，而且在调节过程中是依靠肉眼来鉴别是否对准，都会产生误差；

2. 敏感元件并不是完全干净的，上面的污渍也会对实验产生很小的误差；

3. 在固定刻度盘转动游标盘并且转动望远镜支臂读数的时候，由于刻度盘并没有完全锁死，所以会随着游标盘和望远镜支臂转动，虽然角度很小，但在游标盘从66°转动到88°的过程中，也会积累起来产生较大的误差；

4. 每次转动游标盘1°然后读数，由于人眼的误差很难精确地对准在整位数上，这些都会造成偶然误差；

实验心得：

这次试验是独立完成的，在实验刚开始的时候，因为对实验步骤不熟悉，造成不知道该从哪里下手的情况，因此以后要做好预习工作，做到心里有数；在校准光路时因为没有掌握好几千，导致调了好长时间才调好，这样就缩短了测量时间，导致没有时间做罗丹明溶液的折射率，以后要做到更加高效；

这个实验原理并不困难，我们理解起来也很容易，但简单的实验并不是我们的目的，我们要在实验中有自己的想法，引起自己的思考，

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系 级 姓名： 学号: 这样才算是真正的达到了实验的目的。

 

第二篇：液体折射率和平均色散的测定(实验报告)

实验七   液体折射率和平均色散的测定

【实验目的】

1．加深理解全反射原理及其应用；

2．通过测量几种液体的折射率和平均色散，学会阿贝折射仪的使用.

【实验仪器】

阿贝折射仪，滴定管，糖水，自来水

【实验原理】

由折射定律可以得到

                               (1)

                          （2）

由式（2）可以得到                 （3）

色散：当入射光不是单色光时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同.对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大

折射率外，还要从阿贝折射仪的色散值刻度圈上读出到度值z，z值与视场消色时阿米两棱镜的转角有关.从于实验室中的色散表上根据值查出A和B值，根据z值查出值后，由下式计算出平均色散：

                                 （4）

【实验内容】

1.        测定自来水的折射率和平均色散；

2.        测定糖溶液的浓度；

【实验数据处理】

例：以测定水的折射率和平均色散为例

在温度为20℃时，测定水的折射率6次，分别为1.3330,1.3328,1.3332,1.3331，1.3329,1.3330

则，

在温度为20℃时，用阿贝折射仪测得，测色散时的数据如下表

在色散值表中，时，，，时A之差数为，B之差数为.故时，，

当时，，时之差数.故时，(因Z值大于30，取负值)

在温度为20℃时，水的平均色散为：